Potentiële energie wordt gedefinieerd als de energie die in een lichaam is opgeslagen vanwege zijn fysieke eigenschappen, zoals de massa van het object of de positie van het object. Het is de kracht die een lichaam potentieel zou kunnen ontwikkelen wanneer het in beweging wordt gebracht. Er zijn verschillende vormen van potentiële energie, zoals elastische potentiële energie, potentiële zwaartekrachtenergie, elektrische (elektromagnetische) potentiële energie en potentiële nucleaire energie. De potentiële energie van een object is recht evenredig met de massa, hoogte of verticale positie van het object.
Wat is zwaartekrachtpotentieel?
Zwaartekrachtpotentieel op elk punt wordt gedefinieerd als de arbeid die wordt verricht bij het verplaatsen van een eenheidsmassa van oneindig naar dat punt tegen het zwaartekrachtveld in. Het bepaalt de bewegingsrichting van een lichaam in het zwaartekrachtveld van een ander lichaam. Het zwaartekrachtpotentieel is gelijk aan de potentiële energie van de eenheidsmassa die op dat punt wordt vastgehouden.
Formule van zwaartekrachtpotentieel:
Het zwaartekrachtpotentieel is,
V = – GM/r
waar,
- G = Zwaartekrachtconstante = 6,67×10-elfNm2/kg2
- M = massa van het grotere lichaam waarrond zich een zwaartekrachtveld bevindt.
- r = afstand tussen lichamen.
Wat is zwaartekrachtpotentiële energie?
Potentiële zwaartekrachtenergie wordt gedefinieerd als de energie die is opgeslagen in een object dat in een verticale positie wordt gehouden als gevolg van de zwaartekracht die erop inwerkt om het naar beneden te trekken. De hoeveelheid potentiële zwaartekrachtenergie hangt af van de massa en hoogte van een object.
Formule van zwaartekrachtpotentiële energie:
bash controleert of de omgevingsvariabele is ingesteldDe formule van potentiële zwaartekrachtenergie is:
U = mgh
waar,
- m = massa van het object (kg)
- g = versnelling door zwaartekracht = 9,8 m/s2
- h = hoogte (m)
Verschil tussen zwaartekrachtpotentieel en zwaartekrachtpotentiële energie:
| Zwaartekrachtpotentieel | Zwaartekracht potentiële energie |
| Zwaartekrachtpotentieel op elk punt wordt gedefinieerd als de arbeid die wordt verricht bij het verplaatsen van een eenheidsmassa van oneindig naar dat punt tegen het zwaartekrachtveld in. Het bepaalt de bewegingsrichting van een lichaam in het zwaartekrachtveld van een ander lichaam. Het zwaartekrachtpotentieel is gelijk aan de potentiële energie van de eenheidsmassa die op dat punt wordt vastgehouden. | Potentiële zwaartekrachtenergie wordt gedefinieerd als de energie die is opgeslagen in een object dat in een verticale positie wordt gehouden als gevolg van de zwaartekracht die erop inwerkt om het naar beneden te trekken. De hoeveelheid potentiële zwaartekrachtenergie hangt af van de massa en hoogte van een object. |
| De formule voor het zwaartekrachtpotentieel is: V = -GM/r. | De formule voor potentiële zwaartekrachtenergie is: U = mgh. |
| De eenheid van zwaartekrachtpotentieel is Joule/kg. | De eenheid van potentiële zwaartekrachtenergie is Joules. |
| Het wordt vertegenwoordigd door V. | Het wordt vertegenwoordigd door U. |
| Het is altijd negatief. | Het is altijd positief. |
| Het is maximaal op oneindig. | Het is nul op oneindig. |
| In het middelpunt van de aarde is dit minimaal. | Het is minimaal aan het oppervlak van het object. |
| De dimensionale formule van het zwaartekrachtpotentieel is: [M0L2T-2]. | De dimensionale formule van potentiële zwaartekrachtenergie is: [M1L2T-2] |
Voorbeeldvragen
Vraag 1: Wat is het zwaartekrachtpotentieel van de zon ten opzichte van de aarde. De massa van de zon is 1,99 x 10 30 kg. De afstand tussen de zon en de aarde is 150×10 6 kilometer?
Antwoord:
Gezien dat,
Massa van de zon M = 1,99×1030kg.
adder volAfstand r = 150×106km.
Zwaartekrachtpotentieel V = – GM/r
V = (-6,67×10-elf×1,99×1030)/ (150×106)
= 8,85×108J/kg.
Daarom is het zwaartekrachtpotentieel van de zon ten opzichte van de aarde gelijk 8,85×10 8 J/kg .
Vraag 2: Wat is het zwaartekrachtpotentieel van een object met een massa van 2×10 24 kg ten opzichte van een ander object. Het ligt op een afstand van 1400 km.
Antwoord:
Gezien dat,
Massa van object M = 2×1024kg.
Afstand r = 1400 km.
Zwaartekrachtpotentieel V = – GM/r
(-6,67×10-elf×2× 1024) / (1400×1000)
JavaScript-operatorenV = 9,52×107J/kg.
Daarom is het vereiste zwaartekrachtpotentieel gelijk 9,52×10 7 J/kg .
Vraag 3: Waar is het zwaartekrachtpotentieel minimaal. Wat is de minimale waarde?
Antwoord:
Het zwaartekrachtpotentieel is minimaal in het midden van de aarde, r> 0 in het midden van de aarde, de bovenstaande wrijving blijft ongedefinieerd. De minimumwaarde van het zwaartekrachtpotentieel is niet gedefinieerd.
Vraag 4: Wat is de potentiële zwaartekrachtenergie van een lichaam op een afstand van 3r van het middelpunt van de aarde.
Antwoord:
Gezien dat,
Afstand r = 3r
We weten dat de potentiële zwaartekrachtenergie op afstand r gelijk is
U = -GMm/r
Zwaartekracht potentiële energie op afstand 3r is
= – GMm/3r
= U/3
Daarom is de potentiële zwaartekrachtenergie op afstand 3r gelijk In/3.
Vraag 5: De potentiële zwaartekrachtenergie van een lichaam op een afstand van 2r van de aarde is U. Bereken de zwaartekracht op dat punt.
Antwoord:
Gezien dat,
Zwaartekracht potentiële energie = U
afstand r = 2r
We weten dat de potentiële zwaartekrachtenergie op afstand r gelijk is
U = GMm/r
Formule van zwaartekracht F = GMm/r2
F = GMm/(2r)2
= GMm/4r2
= GMm/(4r)r
lang om te rijgen= U/4r
Daarom is de zwaartekracht op afstand 2r gelijk U/4r .