Gravitacijska potencijalna energija vs elastična potencijalna energija
Gravitacijska potencijalna energija i elastična potencijalna energija su dvije važne veličine o kojima se raspravlja u mehanici. Ovaj članak će pokušati uporediti i uporediti koje su njihove definicije, njihove sličnosti i razlike.
Šta je gravitacijska potencijalna energija?
Za razumijevanje gravitacijske potencijalne energije potrebno je osnovno znanje o gravitacijskim poljima. Gravitacija je sila koja se javlja zbog bilo koje mase. Masa je neophodan i dovoljan uslov za gravitaciju. Postoji gravitaciono polje definisano oko bilo koje mase. Uzmite mase m1 i m2 koje se nalaze na udaljenosti r jedna od druge. Gravitaciona sila između ove dvije mase je G.m1.m2/r2, gdje je G univerzalna gravitaciona konstanta. Pošto negativne mase nisu prisutne, gravitaciona sila je uvek privlačna. Ne postoje odbojne gravitacione sile. Mora se napomenuti da su gravitacione sile takođe uzajamne. To znači da je sila kojom m1 djeluje na m2 jednaka i suprotna sili m2 koja djeluje na m1. Gravitacijski potencijal u tački definira se kao količina rada izvršenog na jedinici mase kada se ona dovede iz beskonačnosti u datu tačku. Budući da je gravitacijski potencijal u beskonačnosti jednak nuli i količina rada koju treba obaviti negativna, gravitacijski potencijal je uvijek negativan. Gravitaciona potencijalna energija objekta definira se kao rad na objektu kada se objekt odvede iz beskonačnosti do navedene tačke. To je također jednako proizvodu gravitacionog potencijala i mase objekta. Pošto je masa objekta uvijek pozitivna, a gravitacijski potencijal bilo koje tačke negativan, gravitacijska potencijalna energija bilo kojeg objekta je također negativna.
Šta je elastična potencijalna energija?
Elastičnost je veoma korisno svojstvo materije. To je sposobnost materijala da se vrate u prvobitni oblik nakon uklanjanja vanjskih sila. Primjećuje se da je sila potrebna da se elastična šipka održi istegnutom proporcionalna rastegnutoj dužini štapa. Konstanta proporcionalnosti poznata je kao konstanta opruge i označava se pomoću k. Ovo nam daje jednačinu F=-kx. Znak minus označava obrnuti smjer x prema sili. Elastična potencijalna energija je količina rada koja je potrebna da se elastični objekt rastegne za datu dužinu x. Pošto je primijenjena sila F(x)=kx, obavljeni rad je jednak integraciji F(x) od nule do x, u odnosu na dx, što je jednako kx2 /2. Prema tome, potencijalna energija je kx2/2. Mora se napomenuti da potencijalna energija bilo kog objekta pričvršćenog na kraj štapa ne zavisi od mase objekta, već samo od konstante opruge i istegnute dužine.
Koja je razlika između gravitacijske i elastične potencijalne energije?
• Gravitacijska potencijalna energija je uvijek negativna dok je elastična potencijalna energija uvijek pozitivna.
• Gravitaciona potencijalna energija zavisi od mase objekta, ali elastična potencijalna energija ne zavisi od mase.
