Esplora 11 esempi di vita reale di energia potenziale gravitazionale, illustrando vividamente questo concetto fisico fondamentale nelle situazioni quotidiane
Siamo interessati all'energia potenziale gravitazionale del peso, che viene trattenuta in un oggetto come risultato della sua posizione verticale o dell'attrazione gravitazionale dell'oggetto verso la Terra. I fattori determinanti dell'energia potenziale gravitazionale sono la massa dell'oggetto e la sua altezza sopra il punto di riferimento zero. Questo articolo elenca alcuni esempi comuni di gravitazionale energia potenziale nella nostra vita quotidiana.
Oggetto sollevato ad un'altezza
L'introduzione stessa fornisce una premessa a questo esempio.
Consideriamo una massa m che viene sollevata verticalmente ad un'altezza h contro la gravità, attraverso un sistema di pulegge. Qui, la forza esercitata dal sollevamento della scatola e la forza esercitata dalla gravità, Fg, sono uguali. Quindi, il lavoro netto svolto è uguale all'energia potenziale gravitazionale e viene calcolato moltiplicando la quantità della forza gravitazionale, Fg, per la distanza verticale, h, coperta dal peso.
Ritiro di questi forze farà ricadere l'oggetto a terra, convertendo così l'energia potenziale gravitazionale in energia cinetica. Il gravitazionale energia potenziale ad un'altezza specificata si presuppone che h rimanga stabile. Lo zero dell'energia potenziale gravitazionale è, curiosamente, un valore arbitrario. Gravitazionale negativa l'energia potenziale può essere osservata al di sotto del punto zero, chiamato anche datum.
Acqua dietro il muro della diga
Modi indiretti di utilizzo dell'energia potenziale gravitazionale possono essere visti nelle industrie idroelettriche.
L'accumulo di energia potenziale gravitazionale è causato dalla differenza di altezza dell'acqua dietro una diga idroelettrica e dell'acqua sul lato opposto. La caduta dell'acqua dall'alto trasforma la sua energia potenziale in energia cinetica, che fa ruotare la turbina per generare elettricità.
Veicolo parcheggiato in cima a una collina
Il veicolo trasferisce l'energia cinetica all'energia potenziale mentre sale la collina.
Il sollevamento del veicolo ad una certa altezza dal livello del suolo gli ha permesso di raggiungere un'energia potenziale gravitazionale pari a mgh, dove m è la massa del veicolo, g è la costante gravitazionale e h è l'altezza raggiunta dal suolo.
Una volta che il veicolo inizia a scendere dalla collina, sviluppa una velocità che trasforma l'energia potenziale in energia cinetica. L'energia potenziale immagazzinata nella posizione del veicolo sulla cresta del pendio viene convertita in energia cinetica.
Yo-yo in attesa di essere rilasciato
Yo-yo assiste all'accumulo di una certa energia potenziale prima che venga rilasciata.
Lo yo-yo ha energia potenziale gravitazionale mentre è tenuto sopra il suolo poiché la gravità lo sta già trascinando verso il basso. Questa energia potenziale nello yo-yo viene convertita in energia cinetica quando viene lasciato cadere, che aumenta man mano che diminuisce la distanza tra lo yo-yo e il suolo. Quando lo yo-yo viene nuovamente trattenuto, converte nuovamente l'energia cinetica e la immagazzina come energia potenziale.
Acqua di fiume in cima a una cascata
L'energia potenziale gravitazionale esiste nell'acqua alla sommità di una cascata molto alta.
L'alta velocità dell'acqua che cade dalla sommità della cascata trasforma l'energia potenziale gravitazionale in energia cinetica. Quando l'acqua che scorre dall'alto si scontra con la massa d'acqua alla base della cascata, l'acqua schizza violentemente e in modo caotico in tutte le zone.
Una parte dell'energia cinetica ottenuta da acqua viene ora convertito in energia cinetica di equilibrio dinamico. Ciò aumenta l'energia interna dell'acqua e la riscalda sul fondo delle cascate.
Un libro su un tavolo proprio sull'orlo di cadere
Anche un libro sul bordo di un tavolo, a pochi istanti dalle cadute, mostra energia potenziale gravitazionale.
L'attrazione gravitazionale è contrastata da alcune forze esterne quando il libro viene sollevato da terra per mantenerlo sul tavolo. L'attrazione gravitazionale fornisce al libro un'energia attrattiva se cade a terra. L'azione del libro che cade dal tavolo sperimenta accelerazione dovuta alla forza di gravità che provoca la trasformazione dell’energia potenziale in energia cinetica.
L'altezza, la massa e la forza di un oggetto influenzano tutta la sua energia di gravità più del punto di riferimento. Un libro su un tavolo possiede quindi meno energia di gravità di un libro sopra un ufficio più grande, e meno energia di gravità di un libro più pesante su un solo tavolo.
Un bambino in cima a una diapositiva
L'energia potenziale gravitazionale è qualsiasi energia immagazzinata che può cadere o muoversi.
Qualsiasi entità sul punto di cadere sperimenta l'energia potenziale gravitazionale. Il giovane ha energia potenziale gravitazionale in cima allo scivolo all'inizio. Poiché una parte dell'energia è stata convertita in calore a causa dell'attrito sullo scivolo, quando il bambino raggiunge il fondo possiede sia energia cinetica che termica.
Palla gigante di una macchina demolitrice
L'energia potenziale gravitazionale della palla da demolire è decisa dalla massa pesante della palla e dall'altezza alla quale è elevata.
Esiste una relazione diretta tra l'energia potenziale gravitazionale e la massa di un oggetto, nonché la sua altezza sopra il riferimento. L'elevazione provoca un incremento dell'energia potenziale gravitazionale dell'oggetto.
Un bambino sull'altalena
Un bambino che si diverte su un'altalena in un movimento avanti e indietro sviluppa energia potenziale gravitazionale a causa della sua altezza dal suolo.
L'energia potenziale gravitazionale di un bambino può essere calcolata misurando la massa e l'altezza del bambino dal suolo. L'energia potenziale gravitazionale dell'oggetto aumenta quante volte aumenta l'altezza dal suolo.
Frutto maturo prima che si stacchi dal ramo
L'energia potenziale cinetica e gravitazionale di qualsiasi oggetto che sale o scende cambia.
La forza di gravità è un'attrazione tra due o più punti o masse enormi, simile a quella tra le masse e la terra. È il fattore determinante nella peso identificazione e quindi, il frutto possiede energia gravitazionale in questa condizione.
Un uccello seduto sul ramo di un albero
L'uccello appollaiato su un ramo di un albero ha energia potenziale gravitazionale.
Ciò è dovuto al fatto che mentre è sull'albero, è più lontano da terra che a terra.
Vaso di fiori appeso al ponte
Un vaso di fiori appeso a un riferimento è un altro esempio.
Un vaso da fiori sospeso possiede energia potenziale gravitazionale a causa della sua massa ad una certa altezza dal suolo o dal datum.
Aereo che vola sopra la testa
Quando l'aereo decolla, i motori emettono energia chimica in termini di carburante che si converte in energia meccanica durante il volo, che guida le operazioni meccaniche come la rotazione delle pale delle ventole o delle eliche, ecc.
L'energia meccanica crea spinta, che aumenta la velocità dell'aeroplano. L'energia meccanica si trasforma in energia cinetica quando la velocità dell'aereo aumenta. Quando l'aereo inizia a guadagnare quota, questa energia meccanica inizia a convertirsi in energia potenziale gravitazionale.
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Ho un background in ingegneria aerospaziale, attualmente lavoro verso l'applicazione della robotica nel settore della difesa e delle scienze spaziali. Imparo continuamente e la mia passione per le arti creative mi mantiene propenso alla progettazione di nuovi concetti ingegneristici.
Con i robot che sostituiranno quasi tutte le azioni umane in futuro, mi piace portare ai miei lettori gli aspetti fondamentali dell'argomento in modo semplice ma informativo. Mi piace anche tenermi aggiornato contemporaneamente sui progressi nel settore aerospaziale.