Energia grawitacyjna
Energia grawitacyjna jest energią potencjalną posiadaną przez obiekt z powodu jego wysokiego położenia w porównaniu z położeniem niższym. Innymi słowy, jest to energia związana z grawitacją lub siłą grawitacji. Na przykład, długopis trzymany nad stołem ma większy potencjał grawitacyjny niż długopis siedzący na stole. Grawitacyjna energia potencjalna to energia mechaniczna minus energia kinetyczna. Jest to wielkość skalarna mierzona w dżulach (J).
Obiekt otrzymuje grawitacyjną energię potencjalną, gdy porusza się pod górę. Energia zużyta podczas poruszania się pod górę jest zamieniana na grawitacyjną energię potencjalną. Kiedy obiekt wraca z powrotem w dół, grawitacyjna energia potencjalna jest zamieniana z powrotem w energię kinetyczną (ruch). Dlatego jazda na rowerze pod strome wzgórze jest bardzo trudna, ale kiedy wracasz w dół, nie musisz w ogóle pedałować - napędza Cię grawitacyjna energia potencjalna, którą zmagazynowałeś podczas wjeżdżania na wzgórze. Innym sposobem, w jaki grawitacyjna energia potencjalna nam pomaga, jest utrzymywanie Ziemi i innych planet na orbitach wokół Słońca w naszym układzie słonecznym.
Wzór i przykład
Wzór matematyczny na energię potencjalną grawitacji:
Grawitacyjna energia potencjalna = m ⋅ g ⋅ h {{displaystyle m ⋅ g ⋅ h}}
Gdzie:
- m jest masą obiektu ,
- g jest przyspieszeniem grawitacyjnym obiektu , a
- h jest wysokością nad wybranym punktem.
Większość naukowców i studentów używa tej jednostki miary:
- Wartość m podawana jest w kilogramach.
- Wartość h podana jest w metrach.
- Wartość g jest stałą fizyczną o wartości 9,81 metra na sekundę podniesioną do kwadratu. Jest ona znana jako stała grawitacyjna.
- Wartość grawitacyjnej energii potencjalnej, która jest obliczana przy użyciu wartości w powyższych jednostkach, nazywana jest dżulem (J).
Na przykład, obiekt o masie 1,5 kilograma, który znajduje się 2,5 metra nad ziemią, będzie miał grawitacyjną energię potencjalną o wartości
1,5 k g ⋅ 9,81 m / s 2 ⋅ 2,5 m = 38,8 {1,5kg ⋅ 9,81m/s^{2}} dżuli 2,5m=38,8}.
Pytania i odpowiedzi
P: Czym jest energia grawitacyjna?
O: Energia grawitacyjna to energia potencjalna posiadana przez obiekt ze względu na jego wysokie położenie w porównaniu z niższym położeniem.
P: Czym jest grawitacyjna energia potencjalna?
O: Grawitacyjna energia potencjalna to energia mechaniczna pomniejszona o energię kinetyczną związaną z grawitacją lub siłą grawitacji.
P: Jak mierzy się ilość grawitacyjnej energii potencjalnej?
O: Ilość grawitacyjnej energii potencjalnej jest mierzona w dżulach (J), wielkości skalarnej.
P: Skąd obiekt czerpie grawitacyjną energię potencjalną?
O: Obiekt otrzymuje grawitacyjną energię potencjalną, gdy porusza się pod górę.
P: W jaki sposób grawitacyjna energia potencjalna może zostać zamieniona w energię kinetyczną?
O: Kiedy obiekt wraca na dół, grawitacyjna energia potencjalna jest zamieniana z powrotem w energię kinetyczną, tj. ruch.
P: W jaki sposób grawitacyjna energia potencjalna pomaga nam w jeździe na rowerze?
O: Grawitacyjna energia potencjalna pomaga nam w jeździe na rowerze, zapewniając nam napęd, gdy wracamy w dół po jeździe pod górę.
P: W jaki sposób grawitacyjna energia potencjalna pomaga utrzymać planety na orbitach wokół Słońca?
O: Grawitacyjna energia potencjalna pomaga utrzymać planety na orbitach wokół Słońca poprzez utrzymywanie siły grawitacji przyciągającej je do Słońca.