Ero gravitaatiopotentiaalin ja elastisen potentiaalienergian välillä

Painovoimapotentiaalienergia vs. elastinen potentiaalienergia

Painovoimapotentiaalienergia ja elastinen potentiaalienergia ovat kaksi tärkeätä mekaanisessa tekniikassa käsiteltyä määrää. Tässä artikkelissa yritetään verrata ja verrata toisiinsa määritelmiä, niiden yhtäläisyyksiä ja eroja.

Mikä on potentiaalinen potentiaalienergia?

Painovoimapotentiaalienergian ymmärtämiseksi vaaditaan taustatiedot painovoimakentistä. Painovoima on voima, joka syntyy mistä tahansa massasta. Massa on välttämätön ja riittävä painovoiman edellytys. Minkä tahansa massan ympärille on määritelty painovoimakenttä. Otetaan massat m1 ja m2, jotka on sijoitettu etäisyydelle r toisistaan. Näiden kahden massan välinen painovoima on G.m1m2 / r², missä G on yleinen painovoimavakio. Koska negatiivisia massoja ei ole läsnä, painovoima on aina houkutteleva. Ei ole syrjäviä gravitaatiovoimia. On huomattava, että myös gravitaatiovoimat ovat keskinäisiä. Tämä tarkoittaa, että voima m1, joka kohdistuu m2: hen, on yhtä suuri ja vastakkaisella voimalla m2, joka kohdistaa m1: ään. Pisteen painovoimapotentiaali määritellään työmääränä, joka tehdään yksikkömassalle, kun se tuodaan äärettömyydestä annettuun pisteeseen. Koska painovoimapotentiaali äärettömyydessä on nolla ja työn määrä on negatiivinen, painovoimapotentiaali on aina negatiivinen. Kohteen gravitaatiopotentiaalienergia määritellään objektilla tehdyksi työksi, kun esine viedään äärettömyydestä mainittuun pisteeseen. Tämä on yhtä suuri kuin painovoimapotentiaalin ja esineen massa. Koska esineen massa on aina positiivinen ja minkä tahansa pisteen painovoimapotentiaali on negatiivinen, minkä tahansa kohteen painovoimapotentiaalienergia on myös negatiivinen.

Mikä on joustava potentiaalienergia?

Joustavuus on erittäin hyödyllinen aineen ominaisuus. Materiaalien kyky palata alkuperäiseen muotoonsa ulkoisten voimien poistamisen jälkeen. On havaittu, että elastisen sauvan venyttämiseen tarvittava voima on verrannollinen sauvan venytettyyn pituuteen. Suhteellisuusvakiota kutsutaan jousvakioksi ja sitä merkitään k: llä. Tämä antaa meille yhtälön F = -kx. Miinusmerkki tarkoittaa x: n käänteistä suuntaa voimaan nähden. Elastinen potentiaalienergia on työn määrä, joka tarvitaan joustavan esineen venyttämiseen tietyllä pituudella x. Koska käytetty voima F (x) = kx, tehty työ on yhtä suuri kuin F (x): n integraatio nollasta x: iin dx: n suhteen, joka on yhtä suuri kuin kx²/ 2. Siksi potentiaalienergia on kx²/ 2. On huomattava, että minkään sauvan päähän kiinnitetyn esineen potentiaalienergia ei riipu esineen massasta, vaan vain jousvakiosta ja venytetystä pituudesta.