중력 전위 에너지는 물체가 중력 분야에서의 위치로 인한 에너지입니다. 9.8 m/s²의 일정한 중력 가속이있는 지구 표면에있는 품목은 중력 전위 에너지의 가장 일반적인 적용입니다. 중력 전위 에너지 - 제로를 어디서나 선택할 수 있기 때문에 (좌표계 0과 동일), 해당 지점을 넘어 Height H의 잠재적 에너지는 운동 에너지의 순 변화를 유지하면서 항목을 해당 높이로 들어 올리는 데 필요한 작업과 동일합니다.
.중력 전위 에너지는 무게 시간과 같다.
peg =weight * height =mgh
중력 전위
해당 장소의 중력 전위는 고정 된 기준 사이트에서 해당 위치로 객체를 이동하는 데 필요한 단위 질량 당 작업 (에너지 통신)과 같습니다. 전위와 비슷하지만 전하 대신 질량이 사용됩니다. 협약에 따르면, 잠재적 인 기준 위치는 모든 질량과는 거리가 멀어 모든 유한 거리에서 음의 전위를 초래합니다.
중력 전위 에너지의 변화
중력에 의해 수행 된 작업은 시스템의 중력 전위 에너지의 변화와 관련이 있습니다. 우리는이 섹션에서 두 입자 시스템의 잠재적 에너지 변화를 결정하기위한 표현을 만들 것입니다. 우리는 고정 질량 입자 인“M1”과 움직이는 질량 입자 인“M2”로 구성된 간단한 설정을 조사하여 한 장소에서 다른 장소로 이동합니다. 이제 우리는 시스템의 잠재적 에너지의 변화가 두 번째 기사의 변위를 위해 중력력이 수행 한 작업과 동일하다는 것을 알고 있습니다.
ΔU =-wg
중력에 의해 수행 된 작업은 다음과 같이 제공됩니다.
wg =r2∫r1 fgdr
시스템의 잠재적 에너지 변화를 결정하기위한 수학적 진술은 다음과 같이 두 방정식을 결합하여 생성됩니다.
.ΔU =-r2∫r1fgdr
먼저이 적분을 평가하려면 미분 방정식을 설정해야합니다. 고정 입자가 이것의 기준 원점에 위치한다고 가정합니다. 또한, 우리는 두 개의 직선 위치 사이의 중간 위치에서 질량 "M2"입자를 고려합니다. 입자가 위치 "R"에서 "R+Dr"로 이동함에 따라 시스템의 잠재적 에너지는
로 바뀝니다.f =-gm1m2/r²
두 번째 입자의 초기 위치와 최종 위치 사이의 통합은 중력 전위 에너지의 변화를 위해 다음 공식을 생성합니다 :
.⇒ Δu =r2 ∫r1gm1m2dr/r²
우리는 적분에서 상수를 제거하고 한계간에 통합하여 가지고 있습니다.
ΔU =u2-u1 =gm1m2 (r1 -r2)/r1r2
질량 "m2"의 입자가 입자의 질량 "m1"의 존재하에 "r1"에서 "r2"로 이동할 때, 이것은 중력 에너지 변화의 표현입니다. "R1"은 "R2"보다 중요하다는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 이 예는 중력 전위 에너지의 변화가 양수임을 의미합니다. 다시 말하면, 최종 값이 초기 값보다 높다는 것을 의미합니다. 결과적으로, 2 입자 시스템의 중력 전위 에너지는 그들 사이의 선형 거리가 증가함에 따라 증가합니다.
시스템의 중력 전위 에너지의 예
높은 위치에있는 모든 것의 중력 전위 에너지는 높습니다. 예를 들어, 상단 선반에있는 책은 하단 선반에있는 책보다 잠재적 인 에너지가 더 많기 때문에 더 많은 잠재적 인 에너지를 가지고 있습니다. 중력 전위 에너지를 가진 다른 것들에는 다음이 포함됩니다.
- 객체는 특정 높이로 들어 올렸습니다
- 힐탑에 주차 된 주차.
- yo-yo는 릴리스 직전에 있습니다
- 테이블에서 미끄러지 기 위기에 관한 책
- 새가 나무 가지에 놓여 있습니다.
- 철거 기계의 거대한 공
- 댐 벽 뒤의 물
- 비행기 비행 오버 헤드
결론
중력 전위 에너지는 객체가 중력장의 위치 때문에 객체가 가지고있는 에너지입니다. 일정한 중력 가속이 9.8 m/s2의 지구 표면에있는 품목은 중력 전위 에너지의 가장 일반적인 적용입니다. 해당 장소의 중력 전위는 고정 된 기준 사이트에서 해당 위치로 객체를 이동하는 데 필요한 단위 질량 당 작업 (에너지 통신)과 같습니다. 중력력의 작업은 시스템의 중력 전위 에너지 변화에 비례합니다.
