Потенційна енергія сили тяжіння d; закінчення - курс фізики

Курс фізики - перший рівень S класу - частина "Закони та моделі - Форми та принцип енергозбереження"

потенційна

Рейтинг

Потенційна енергія сили тяжіння, як правило, зазначається Ep
Ми також іноді знаходимо позначення Еппа, оскільки існують інші типи потенційних енергій
Якщо вивчається декілька систем, то їх назву або символ можна вказати або в дужках, або в нижньому індексі.

Приклад
Потенційну енергію тяжіння кульки можна відзначити:

  • Ep (якщо це єдина вивчена система)
  • EP (м'яч)
  • Епбіль

Одиниці потенційної енергії гравітації

Як і всі енергії, його одиницею є, згідно з міжнародною системою, джоуль символу J
Також можливо (залежно від ситуації та порядків величини) використовувати похідні одиниці (кілоджоуль, міліджауль ...) або навіть інші одиниці вимірювання (калорія, ват-година.

Визначення та формула потенційної енергії гравітації

Це енергія, пов’язана з силою тяжіння, тому вона визначається з тими ж умовами, що і остання: в зоні, обмеженій за масштабами та висотою земної поверхні (або, можливо, іншої зірки). За межами гравітаційного поля Землі потрібно буде залучити потенційну енергію гравітації.

За цих умов потенційну енергію гравітації можна виразити наступним співвідношенням:

  • m - маса досліджуваної системи в кілограмах (кг)
  • g - інтенсивність гравітації в ньютонах на кілограм (Н/кг), вона становить 9,81 на земній поверхні.
  • h - висота в метрах (м), виражена щодо еталонного рівня.
  • Ep - потенційна енергія гравітації в джоулях (джоулях)

Приклад
Яблуко площею 300 г знаходиться в гілці яблуні, що знаходиться на відстані 2,00 м від землі.
Якщо ми вибрамо грунт як еталон, тоді:
Еп = 0,300,9,81,2,00
Еп = 5,89 Дж

Потенційна енергія гравітації є відносною величиною

Висота (z) залежить від обраного еталонного рівня, тому потенційна енергія гравітації також залежить від цього еталонного рівня: це відносна величина.
Однак коливання висоти, а отже, і потенціальної енергії гравітації (Δ Ep = м.г. Δ z), не залежить від еталонного рівня.

Потенційна енергія гравітації та механічна енергія

Потенційна енергія гравітації є однією із складових механічної енергії, оскільки остання визначається співвідношенням:

Перетворення потенційної енергії гравітації в кінетичну енергію

Будь-які зміни висоти системи пов'язані з варіацією потенційної енергії гравітації:

  • Під час висхідної фази кінетична енергія перетворюється в потенційну енергію гравітації
  • Під час спадної фази відбувається зворотне перетворення

Примітка
Залежно від наявності чи ні сил тертя (які розсіюють теплову енергію) це перетворення може бути повним або частковим