重力場内の位置によって物体が持つエネルギーは、重力ポテンシャル エネルギーとして知られています。重力ポテンシャル エネルギーの最も一般的な用途は、9.8 m/s2 のポテンシャル値を持つ地球の表面加速度です。
重力ポテンシャル エネルギー ゼロは任意の位置 (座標系ゼロと同様) で選択できるため、その点より上の高さ h でのポテンシャル エネルギーは、運動の正味の変化なしでアイテムをその高さまで持ち上げるのに必要な仕事に等しくなります。エネルギー。
重力ポテンシャル エネルギーは、持ち上げるのに必要な力がその重量に等しいため、その重量に持ち上げた高さを掛けた値に等しくなります。
主に重力の法則に基づく重力位置エネルギーは、重力に逆らって質量を空間内の特定の位置に移動させるために使用されます。重力は、その二乗の逆数または逆数です。長距離でゼロに到達するのに役立ちます。
また、不定距離での重力ポテンシャル エネルギーのゼロにも使用されます。主に重力は正の仕事に使われますが、重力に関係するエネルギーは負の効果を示します。その負の特性は、大きな物体が結合されて 1 つになり、それらが離れるときにエネルギーが放出される「束縛状態」も定義します。
この重力ポテンシャルエネルギーの m の質量値は、このように書くことができます。
G は重力定数、M は引き付ける物体の質量、r はそれらの中心間の距離です。重力位置エネルギーは、地球の重力からの脱出速度を推定するために使用されます。
重力ポテンシャル エネルギーは、質量を無限大から重力に抗して加えられる力に変換するために使用されます。その式は次のとおりです。
この式は、脱出速度、軌道エネルギーなどを計算するために使用できます。重力は、地球の表面またはその近くの引力の主要な部分であり、そこでは加速度も主要な役割を果たします。ここではほぼ一定であると想定されており、地球の表面に対する位置エネルギーに使用されています。
U =mgh
ここで、h =表面からの高さ
g =地表での重力加速度。
日常生活の例
川の水が滝のてっぺんに流れ落ちる
重力位置エネルギーは、高い泉からの水の落下の場合と同様に、どこでも見ることができます。上から下への水の流れを観察すると、高速では重力ポテンシャルエネルギーが運動エネルギーに変換され、それによって水の質量も変化することがわかります。
その理由は、水の流れと無計画に前進することです。また、運動エネルギーの一部は運動平衡運動エネルギーに変換され、この水の内部エネルギーの増加に役立ちます.
スライドの上部にある子供
落下または移動できる保存されたエネルギーは、重力ポテンシャルエネルギーと呼ばれます。上から下への水の流れを観察すると、高速では重力ポテンシャルエネルギーが運動エネルギーに変換されることがわかります。スライドの開始時点で、若者は重力ポテンシャル エネルギーを持っています。
滑りの過程にあるとき、この摩擦が熱に変換されることによる摩擦も経験し、運動エネルギーと熱エネルギーの両方が生成されます。
果実が枝から離れる前に、熟している必要があります。
上昇または下降するアイテムは、その運動および重力の位置エネルギーを変化させます。引力は、重力も観測できる 2 つ以上の点または塊の間で体験できます。果物の重さを測っても、そこには質量と重力の両方が作用します。彼女は重力についても語っています。
重力ポテンシャル エネルギー方程式の導出
次のシナリオを考えてみましょう:ソース質量「M」は x 軸に沿った位置に配置され、テスト質量「m」はもともと無限遠にあります。これは、加速せずに非常に短い距離 (dx) を輸送する際に行われる適度な量の仕事によって与えられます。
Fdx =dW
F は引力であり、変位は負の x 軸の方向であるため、F と dx は同じ方向です。次に、
行われた仕事はポテンシャル エネルギー U として保存されるため、ソース質量から距離「r」における重力ポテンシャル エネルギーは次のように計算されます。
テスト マスが重力場内のある場所からソース マスと同じ重力場内の別のポイントに移動する場合、テスト マスのポテンシャル エネルギーは次のように変化します。
結論
この記事では、重力ポテンシャル エネルギーについて説明します。重力場内の位置によって物体が持つエネルギーは、重力ポテンシャル エネルギーとして知られています。重力位置エネルギーは、持ち上げるのに必要な力がその重量に等しいため、その重量に持ち上げた高さを掛けた値に等しくなります。重力ポテンシャル エネルギーは、たとえば、高い泉から水が落ちる場合など、いたるところに見られます。
