重力ポテンシャル エネルギーは、重力場内での位置の変化により、オブジェクトが持つ、または取得するエネルギーの形態です。重力位置エネルギーは、重力または引力に関連する一種のエネルギーです。この記事では、いくつかの重要な質問と回答の意味、および重力ポテンシャルエネルギーに関するいくつかの重要な質問について説明します.
重力位置エネルギーとは?
重力の影響下で質量体を変位させるのに必要なエネルギーが、無限遠から重力ポテンシャル エネルギー内の場所に移動するときに、ポテンシャル エネルギーの形で保存される場合。
体の位置エネルギーは、体の特定の位置に蓄えられたエネルギーとして定義できることは誰もが理解しています。外力が体の位置を変更すると、位置エネルギーの変化は、力によって体に加えられた仕事の量に等しくなります。重力が行う仕事は、位置の交代に使用される経路から解放され、保守的な力になります。さらに、これらの力にはすべて潜在的な可能性があります。無限遠にある物体にかかる重力はゼロです。したがって、位置エネルギーはゼロです。ですので、参考程度にしてください。
重力位置エネルギーのゼロが自由に選択されているのは興味深いことです。言い換えると、任意の垂直レベルを h =0 の位置として選択できます。単純な力学の問題で便利なゼロ点は、実験室の床またはテーブルの表面かもしれません。ただし、理論的には、データムとも呼ばれる任意の基準点を選択できます。アイテムがゼロ点より下を通過する場合、重力ポテンシャル エネルギーは負になることさえあります。
重力位置エネルギーに関するいくつかの重要な質問は次のとおりです:
重力ポテンシャル エネルギーの公式は?
重力ポテンシャル エネルギー (U) の式は次のように反復できます:
U=mgh
キログラム単位の質量は m で表されます。
重力による加速度は文字 g で表されます。 (地球上で9.8)
h は地上からのメートル単位の高さです。
重力ポテンシャル エネルギーの式は?
重力ポテンシャル エネルギーを表す場合、地表から高さ 'h' の点まで地球の表面に引き寄せられる物体として定義できます。その場合、ri=R と rf =R + h では、
U=GMm[1R-1(R+h)]
U=GMmhR(R+h)
いつ、 R + h =R および g =GM/R2. これを上記の式に代入すると、得られます ΔU =mgh 重力ポテンシャルは、ユニット テスト質量を無限からソース質量の重力効果に移動するために必要な労力の量です。簡単に言えば、単位質量が持つ重力ポテンシャル エネルギーです。 V =U/m V =-GM/r 特定の位置の近くでは、重力ポテンシャルは常に負であり、V は無限大で最大になることに注意することが重要です。 J/Kg は重力ポテンシャルの SI 単位であり、次元式は M0L2T-2 です。 以前は無限の距離にあった微視的な要素から物体を組み立てる際にエージェントによって行われた仕事は、重力自己エネルギーとして定義されます。 「n」個の粒子系の重力自己エネルギーは、次のように表すことができます。 相互の引力により、分子が平均距離「r」で互いに通信する n 粒子系を考えてみましょう。このような相互作用は n(n–1)/2 回あり、系のポテンシャル エネルギーは、粒子のすべてのペアのポテンシャル エネルギーの合計に等しくなります。 US=12Gn(n-1)m2r2 問題 1:地上 320 m にある、重さ 20 kg の物体の重力位置エネルギーを求めてください。 解決策: 質問からわかったこと: 質量 =20 kg、高さ =30 m G.P.E は次のように与えられます U =m × g × h =20 Kg 9.8 m/s2 × 30 m =5880 J. 問題 2:重さ 2.2 kg のボウリング ボールが 50 メートル下の地面に落ちます。そして、ボールが底に達したときのボールの重力ポテンシャル エネルギーを見つけます。 解決策: 質問によると、 m =2.2 キロ h =50 m G.P.E は次のように与えられます U =m × g × h GPE =(2.2 kg)(9.8 m/s2)(50 m) =1078 J. 質問 3:12 メートルの高さから、重さ 2 kg の物体が自由落下します。重力による仕事の量と、重力ポテンシャル エネルギーの差を計算します。 10 m/s2 の重力加速度を仮定します。 解決策: わかっていること: W =mgh したがって、 W =2 × 12 × 10 =240 N この方程式は行われた仕事を定義し、重力ポテンシャル エネルギーの変化に等しくなります。 結果として、重力ポテンシャル エネルギーは 240 ジュールに等しくなります。
したがって、これらのメモでは、重力場にある間にオブジェクトがその位置を変更した結果として所有または取得するエネルギーは、重力ポテンシャル エネルギーとして知られていることを学びました。重力ポテンシャル エネルギーに関するいくつかの重要な問題をさらに調査し、回答しました。重力ポテンシャルとは?
重力自己エネルギーとは?
いくつかの重要な質問
結論
