تفاوت بین انرژی پتانسیل گرانشی و انرژی پتانسیل الاستیک

2024 نویسنده: Alex Aldridge | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 13:37

انرژی پتانسیل گرانشی در مقابل انرژی پتانسیل الاستیک

انرژی پتانسیل گرانشی و انرژی پتانسیل الاستیک دو کمیت مهمی هستند که در مکانیک مورد بحث قرار می گیرند. این مقاله سعی خواهد کرد تعاریف، شباهت ها و تفاوت های آنها را با هم مقایسه و مقایسه کند.

انرژی پتانسیل گرانشی چیست؟

برای درک انرژی پتانسیل گرانشی، دانش پس زمینه در زمینه های گرانشی مورد نیاز است. گرانش نیرویی است که در اثر هر جرمی ایجاد می شود. جرم شرط لازم و کافی برای گرانش است.یک میدان گرانشی در اطراف هر جرمی تعریف شده است. جرم های m1 و m2 را در فاصله r از یکدیگر در نظر بگیرید. نیروی گرانشی بین این دو جرم G.m1.m2/r^{2 است که G ثابت گرانشی جهانی است. از آنجایی که جرم منفی وجود ندارد، نیروی گرانش همیشه جذاب است. هیچ نیروی گرانشی دافعه ای وجود ندارد. لازم به ذکر است که نیروهای گرانشی نیز متقابل هستند. یعنی نیرویی که m1 به m2 وارد می کند برابر و مخالف نیرویی است که m2 به m1 وارد می کند. پتانسیل گرانشی در یک نقطه به عنوان مقدار کار انجام شده بر روی یک واحد جرم هنگام رساندن آن از بینهایت به نقطه داده شده تعریف می شود. از آنجایی که پتانسیل گرانشی در بی نهایت صفر است و مقدار کاری که باید انجام شود منفی است، پتانسیل گرانشی همیشه منفی است. انرژی پتانسیل گرانشی یک جسم به عنوان کار انجام شده بر روی جسم زمانی که جسم از بینهایت به نقطه مذکور برده می شود، تعریف می شود. این نیز برابر است با حاصل ضرب پتانسیل گرانشی و جرم جسم.از آنجایی که جرم جسم همیشه مثبت و پتانسیل گرانشی هر نقطه منفی است، انرژی پتانسیل گرانشی هر جسم نیز منفی است.}

انرژی بالقوه الاستیک چیست؟

کشسانی خاصیت بسیار مفید ماده است. این توانایی مواد برای بازگشت به شکل اولیه خود پس از حذف نیروهای خارجی است. مشاهده می شود که نیروی مورد نیاز برای کشیده نگه داشتن میله الاستیک متناسب با طول کشیده شده میله است. ثابت تناسب به ثابت فنر معروف است و با k نشان داده می شود. این معادله F=-kx را به ما می دهد. علامت منفی نشان دهنده جهت معکوس x نسبت به نیرو است. انرژی پتانسیل الاستیک مقدار کاری است که برای کشش جسم الاستیک به طول معین x لازم است. از آنجایی که نیروی اعمال شده F(x)=kx، کار انجام شده برابر است با ادغام F(x) از صفر به x، نسبت به dx، که برابر است با kx² /2. بنابراین، انرژی پتانسیل kx^{2/2 است.لازم به ذکر است که انرژی پتانسیل هر جسم متصل به انتهای میله به جرم جسم بستگی ندارد بلکه فقط به ثابت فنر و طول کشیده بستگی دارد.}

تفاوت بین انرژی پتانسیل گرانشی و الاستیک چیست؟

• انرژی پتانسیل گرانشی همیشه منفی است در حالی که انرژی پتانسیل الاستیک همیشه مثبت است.

• انرژی پتانسیل گرانشی به جرم جسم بستگی دارد، اما انرژی پتانسیل الاستیک به جرم بستگی ندارد.