Գրավիտացիոն պոտենցիալ էներգիա ընդդեմ առաձգական պոտենցիալ էներգիա
Գրավիտացիոն պոտենցիալ էներգիան և առաձգական պոտենցիալ էներգիան երկու կարևոր մեծություններ են, որոնք քննարկվում են մեխանիկայում: Այս հոդվածը կփորձի համեմատել և հակադրել դրանց սահմանումները, նմանություններն ու տարբերությունները:
Ի՞նչ է գրավիտացիոն պոտենցիալ էներգիան:
Գրավիտացիոն պոտենցիալ էներգիան հասկանալու համար անհրաժեշտ է գրավիտացիոն դաշտերի ֆոնային գիտելիքներ: Ձգողականությունը այն ուժն է, որն առաջանում է ցանկացած զանգվածի պատճառով: Զանգվածը գրավիտացիայի համար անհրաժեշտ և բավարար պայման է։Ցանկացած զանգվածի շուրջ սահմանված է գրավիտացիոն դաշտ: Վերցրեք m1 և m2 զանգվածները, որոնք տեղադրված են միմյանցից r հեռավորության վրա: Այս երկու զանգվածների միջև գրավիտացիոն ուժը G.m1.m2/r2 է, որտեղ G-ն ունիվերսալ ձգողականության հաստատունն է: Քանի որ բացասական զանգվածները բացակայում են, գրավիտացիոն ուժը միշտ գրավիչ է: Չկան վանող ձգողական ուժեր։ Պետք է նշել, որ գրավիտացիոն ուժերը նույնպես փոխադարձ են։ Դա նշանակում է, որ m1-ի ուժը, որը գործադրում է m2-ի վրա, հավասար է և հակառակ է m2-ի վրա m1-ի վրա գործադրվող ուժին: Գրավիտացիոն պոտենցիալը մի կետում սահմանվում է որպես միավոր զանգվածի վրա կատարված աշխատանքի ծավալը, երբ այն անսահմանությունից բերվում է տվյալ կետ: Քանի որ անսահմանության ժամանակ գրավիտացիոն պոտենցիալը զրոյական է, իսկ աշխատանքի ծավալը բացասական է, գրավիտացիոն պոտենցիալը միշտ բացասական է: Օբյեկտի գրավիտացիոն պոտենցիալ էներգիան սահմանվում է որպես օբյեկտի վրա կատարված աշխատանք, երբ օբյեկտը անսահմանությունից տեղափոխվում է նշված կետ: Սա նույնպես հավասար է գրավիտացիոն ներուժի և օբյեկտի զանգվածի արտադրյալին։Քանի որ օբյեկտի զանգվածը միշտ դրական է, իսկ ցանկացած կետի գրավիտացիոն պոտենցիալը բացասական է, ցանկացած օբյեկտի գրավիտացիոն պոտենցիալ էներգիան նույնպես բացասական է։
Ի՞նչ է առաձգական պոտենցիալ էներգիան:
Առաձգականությունը նյութի շատ օգտակար հատկություն է: Դա արտաքին ուժերի վերացումից հետո նյութերի սկզբնական ձևին վերադառնալու ունակությունն է: Նկատվում է, որ առաձգական ձողը ձգված պահելու համար պահանջվող ուժը համաչափ է ձողի ձգված երկարությանը: Համամասնական հաստատունը հայտնի է որպես զսպանակ հաստատուն և նշվում է k-ով: Սա մեզ տալիս է F=-kx հավասարումը: Մինուս նշանը նշանակում է x-ի հակառակ ուղղությունը դեպի ուժը: Առաձգական պոտենցիալ էներգիան աշխատանքի քանակն է, որը պահանջվում է առաձգական օբյեկտը տրված x երկարությամբ ձգելու համար: Քանի որ F(x)=kx կիրառվող ուժը, կատարված աշխատանքը հավասար է F(x)-ի զրոյից x-ի ինտեգրմանը, dx-ի նկատմամբ, որը հավասար է kx2-ի: /2. Հետևաբար, պոտենցիալ էներգիան kx2/2 է:Պետք է նշել, որ ձողի ծայրին կցված ցանկացած առարկայի պոտենցիալ էներգիան կախված չէ օբյեկտի զանգվածից, այլ միայն զսպանակային հաստատունից և ձգվող երկարությունից:
Ո՞րն է տարբերությունը գրավիտացիոն և առաձգական պոտենցիալ էներգիայի միջև:
• Գրավիտացիոն պոտենցիալ էներգիան միշտ բացասական է, մինչդեռ առաձգական պոտենցիալ էներգիան միշտ դրական է:
• Գրավիտացիոն պոտենցիալ էներգիան կախված է օբյեկտի զանգվածից, իսկ առաձգական պոտենցիալ էներգիան կախված չէ զանգվածից:
