Gravitační potenciální energie vs. potenciální energie
Gravitační potenciální energie a potenciální energie jsou dva důležité pojmy v mechanice a statice fyzických těles. Tento článek stručně vysvětluje nejprve dva pojmy a poté porovnává podobnosti a rozdíly mezi nimi.
Co je gravitační potenciální energie?
Abychom porozuměli gravitační potenciální energii, je zapotřebí znalost základů v gravitačních polích. Gravitace je síla, která vzniká v důsledku jakékoli hmoty. Hmotnost je nezbytnou a dostatečnou podmínkou gravitace. Kolem jakékoli hmoty je definováno gravitační pole. Vezměte hmoty m 1 a m 2 umístěné ve vzdálenosti r od sebe. Gravitační síla mezi těmito dvěma hmotami je Gm 1.m 2 / r 2, kde G je univerzální gravitační konstanta. Protože záporné hmoty nejsou přítomny, gravitační síla je vždy atraktivní. Neexistují žádné odpudivé gravitační síly. Je třeba poznamenat, že gravitační síly jsou také vzájemné. To znamená, že síla m 1 působí na m 2je stejný a opačný k síle m 2 působící na m 1. Gravitační potenciál v bodě je definován jako množství práce vykonané na jednotkové hmotě při jejím přenesení z nekonečna do daného bodu. Protože gravitační potenciál v nekonečnu je nula a množství práce, které je třeba udělat, je záporné, je gravitační potenciál vždy záporný. Gravitační potenciální energie objektu je definována jako práce vykonaná na objektu, když je objekt přenesen z nekonečna do uvedeného bodu. To se také rovná součinu gravitačního potenciálu a hmotnosti objektu. Vzhledem k tomu, že hmotnost objektu je vždy kladná a gravitační potenciál jakéhokoli bodu je záporný, je gravitační potenciální energie libovolného objektu také záporná.
Co je to potenciální energie?
Potenciální energie objektu je energie objektu způsobená umístěním objektu. Potenciální energie může mít mnoho podob. Gravitační potenciální energie je potenciální energie objektu, který získává hmotu díky umístění objektu. Elektrická potenciální energie, známá také jako elektrostatická potenciální energie, je energie objektu s nábojem, který prožívá v důsledku umístění. Magnetická potenciální energie, známá také jako elektrodynamická potenciální energie, je energie, kterou zažívá objekt mající magnetické pole v důsledku umístění. Gravitační potenciální energie může být pouze negativní. Existují i jiné formy potenciální energie, jako je jaderná potenciální energie, chemická potenciální energie a elastická potenciální energie. Potenciální energie může nastat v důsledku kontaktních sil. Tento typ potenciální energie má zkušenosti s elastickou potenciální energií. Většina ostatních potenciálních energií se vyskytuje v důsledku polí.
Jaký je rozdíl mezi potenciální energií a gravitační potenciální energií?
• Gravitační potenciální energie závisí pouze na gravitačním potenciálu bodu a hmotnosti objektu.
• Potenciální energie může záviset na mnoha dalších faktorech, jako je náboj, proud, elektrický potenciál a mnoho dalších.
• Gravitační potenciál může mít pouze záporné hodnoty, ale potenciální energie obecně může mít jakoukoli hodnotu.
