La gravità influisce sull'energia potenziale: fatti dettagliati e domande frequenti?

La gravità è un fenomeno naturale posseduto da tutte le cose che hanno una certa massa e sono attratte l'una dall'altra.

Un corpo tenuto fuori terra ha il massimo energia potenziale accelerare verso il basso perché la gravità sta cercando di tirare il corpo in una direzione verso il basso. Quindi in questo articolo viene spiegato in che modo la gravità influisce sull'energia potenziale.

In che modo la gravità influisce sull'energia potenziale?

Considera che un corpo di una certa massa è posto ad una certa altezza lontano dalla gravità poiché la gravità è la forza di attrazione che cerca di tirare il corpo verso il suolo. Il energia potenziale immagazzinato nel corpo è responsabile del movimento del corpo verso il basso a causa della gravità. L'energia potenziale è l'energia sufficiente che il corpo ha guadagnato per iniziare ad accelerare.

Quando un corpo sta cadendo, in che modo la gravità influisce sull'energia potenziale immagazzinata in esso?

Quando il corpo cade a terra, l'energia potenziale cambia la sua forma in energia cinetica a causa della “legge di conservazione dell'energia”. Il corpo che cade dall'altezza maggiore acquista la massima velocità; quindi l'energia potenziale è persa. La velocità massima trasmette la massima energia cinetica.

Quindi è chiaro che la gravità influenza inversamente l'energia potenziale. Se il corpo ha il massimo energia potenziale, allora la gravità è minima e viceversa.

La teoria della relatività generale spiega che la gravità è la curvatura dello spazio e del tempo e l'energia risiede all'interno della curvatura. Quindi l'energia potenziale è anche una forma di energia, che è influenzata dalla curvatura dello spazio-tempo.

Derivazione di come la gravità influenza l'energia potenziale

Assumiamo che un corpo di massa 'm' sia posto ad un'altezza 'h' contro la gravità. Il corpo ha acquisito una certa quantità di energia potenziale 'PE' all'altezza 'h.' La forza necessaria per accelerare il corpo che si trova all'altezza è data dall'equazione,

F=dPE/dh

Poiché, quando il corpo inizia ad accelerare verso il basso, l'energia potenziale si trasforma in energia cinetica. Quindi il tasso di variazione dell'energia potenziale con l'altezza fornisce la forza che deve essere applicata al corpo.

Dalla seconda legge del moto di Newton, la forza esercitata su qualcuno è sempre uguale alla massa per accelerazione, cioè F=m*a.

Ma qui, l'accelerazione è dovuta alla gravità, che è scritta come,

F = m*g

Quindi mettendo l'equazione sopra nell'equazione dell'energia potenziale, otteniamo

mg=dPE/dh

Riordinando i termini,

dPE = (mg)dh

Integrando l'equazione di cui sopra, otterremo l'equazione dell'energia potenziale dovuta alla gravità.

∫dPE=∫mggh

PE = mg

Supponiamo che nella posizione iniziale il corpo possieda energia potenziale nulla. Ha la massima energia potenziale nella posizione finale e considera la posizione iniziale del corpo come livello del suolo e la posizione finale del corpo come altezza h.

Poiché il corpo perde la sua energia potenziale e guadagna energia cinetica, la gravità influisce sull'energia potenziale, come ora ha energia cinetica?

L'energia cinetica del corpo è data dall'equazione

KE=(1/2)*mv²

Allora l'energia totale del sistema è

E = KE+PE

Inizialmente, abbiamo considerato che il corpo è all'altezza "h", che ha la massima energia potenziale, e si estingue quando cade e acquisisce energia cinetica. Quindi l'equazione è data da

KE_i +PE_i =KE_f +PE_f

(1/2) mv_i²+mg=(1/2)mv_f²

Inizialmente, il corpo possiede energia potenziale zero.

mgh=(1/2)mv_f²

Riorganizzando i termini otteniamo

Ciò implica che l'energia potenziale è l'unica energia influenzata dalla gravità.

Alcuni fatti interessanti sull'energia potenziale

• in 19^th secolo il fisico scozzese definì un'energia immagazzinata posseduta dall'oggetto come "Energia potenziale."
• L'energia potenziale si chiama immagazzinare energia poiché l' l'oggetto stazionario lo possiede e può essere utilizzato in seguito.
• L'energia potenziale ha la capacità di convertirsi in altre forme di energia dall'esercizio di forze esterne.
• Allo stesso modo, un oggetto può possedere energia potenziale da altre forme di energia quando attivato da una forza esterna.
• La gravità può influenzare l'energia potenziale solo quando l'oggetto è posizionato verticalmente.
• L'orbita terrestre possiede una forza attrattiva chiamata gravità che è la ragione della luna essere nell'orbita terrestre. Questo l'attrazione gravitazionale è la ragione delle maree sulla terra.
• L'evaporazione dell'acqua e la formazione di nuvole e la condensazione in liquido, per poi ricadere nel la terra come pioggia è il processo naturale dovuto all'energia potenziale gravitazionale.
• La luna ce l'ha energia potenziale gravitazionale, di cui è responsabile tirando l'acqua dell'oceano al bacino naturale.
• L'energia delle maree è il riferimento al sole che ha energia potenziale gravitazionale.

Domande frequenti

La gravità influisce sull'energia potenziale quando la molla è bloccata verticalmente?

L'energia potenziale acquisita dalla molla è dovuta alla sua geometria e orientamento.

La molla si comprime di più quando si applica la forza nella direzione dell'accelerazione dovuta alla gravità. Se si misurano le forze che agiscono sulla molla in una posizione diversa, la molla mostra un valore diverso. Ciò significa che il energia potenziale primaverile sarà maggiore quando si blocca verticalmente e si comprime nella direzione verso il basso.

La gravità si associa a potenziali cambiamenti di energia?

Sì, la gravità associata l'energia potenziale cambia con la distanza.

Poiché la gravità dipende dalla distanza tra il suolo e l'altezza dell'oggetto, anche l'energia potenziale ad essa associata dipende da esse. Quindi all'aumentare della distanza, l'energia potenziale aumenta anche diminuendo la forza di gravità.

Perché la massa influisce sulla forza di gravità?

Legge di gravitazione di Newton definisce che la massa corrisponde direttamente alla forza gravitazionale.

Non esisteva una teoria per spiegare perché la massa influisse sulla gravità, ma studiando alcune teorie scientifiche, si dice che ogni massa sulla terra emette una minuscola particella chiamata gravitone, che è responsabile per un corpo di attirare l'altro corpo verso di sé. Quindi un corpo con massa maggiore possiede una maggiore attrazione gravitazionale.

Può un oggetto possedere un'energia potenziale gravitazionale infinita?

Idealmente, l'oggetto con altezza infinita e la massa può avere energia potenziale gravitazionale infinita.

Nell'applicazione del mondo reale, infinito energia potenziale gravitazionale è difficile da raggiungere come un oggetto con massa infinita è impossibile. Se posizioniamo un oggetto ad un'altezza infinita, non ci deve essere attrazione gravitazionale per tirare l'oggetto verso il basso. Quindi un oggetto non può possedere energia potenziale gravitazionale infinita.

L'energia potenziale gravitazionale dipende dalla direzione?

La quantità fisica che dipende dalla direzione è chiamata quantità vettoriale ma l'energia potenziale non è associata alla direzione ma è associata alla grandezza.

La sottocategoria dell'energia potenziale è l'energia potenziale gravitazionale. L'energia potenziale gravitazionale corrisponde al punto iniziale e finale dell'oggetto, non al percorso tracciato dall'oggetto durante il viaggio verso la sua destinazione finale. Quindi la gravità è indipendente dalla direzione dell'oggetto.

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