Qualsiasi oggetto in quiete che possiede energia a causa della sua posizione sotto l'influenza della forza gravitazionale è chiamato energia potenziale gravitazionale.
Dalla legge di conservazione dell'energia, la conversione dell'energia potenziale gravitazionale in energia meccanica implica l'accelerazione del corpo stazionario per svolgere il lavoro. Quindi, in questo post, imparerai di più sulla conversione dell'energia potenziale gravitazionale in energia meccanica e sui fatti.
Il lavoro meccanico può essere sotto forma di energia cinetica o potenziale.
Come sono correlati il potenziale gravitazionale e l'energia meccanica?
La prima legge della termodinamica descrive come l'energia può essere trasformata da una forma all'altra. È sufficiente conoscere la relazione tra l'energia potenziale gravitazionale ed energia meccanica.
La massa dell'oggetto e a quale altezza l'oggetto è posizionato sopra il livello del suolo descrive l'energia potenziale gravitazionale. Quando la massa e l'altezza dell'oggetto aumentano, l'energia potenziale gravitazionale sull'oggetto è maggiore; quando viene rilasciato da un'altezza massima, la velocità acquisita dall'oggetto sarà maggiore; quindi, anche l'energia meccanica è maggiore.
Ciò significa che l'energia potenziale gravitazionale e l'energia meccanica possiedono una relazione di proporzionalità lineare.
Come viene convertita l'energia potenziale gravitazionale in energia meccanica?
Il teorema lavoro-energia specifica sempre il lavoro meccanico svolto sul sistema trasformando l'energia. Utilizzando questo principio, l'energia potenziale gravitazionale viene convertita in energia meccanica.
Gli oggetti nell'aria possiedono la massima energia gravitazionale immagazzinata all'interno dell'oggetto. Quando viene fatto cadere, l'energia immagazzinata viene rilasciata e pronta a lavorare acquisendo energia meccanica.
Immagine crediti: Comuni di Wikimedia
Quando l'energia potenziale gravitazionale viene convertita in energia meccanica?
Qualsiasi oggetto non si muove finché una forza esterna non lo attiva.
Supponiamo che un oggetto sia mantenuto a una certa altezza; l'oggetto possiede la massima energia potenziale gravitazionale. Se viene esercitata una forza esterna su di loro, cominceranno a cadere rilasciando la loro energia potenziale immagazzinata dalla gravità. L'oggetto che cade possiede energia cinetica.
L'energia cinetica acquisita dall'oggetto è il lavoro esercitato sull'oggetto, quindi, convertire l'energia potenziale gravitazionale all'energia meccanica.
Dove viene convertita l'energia potenziale gravitazionale in energia meccanica?
Il potenziale gravitazionale aumenta all'aumentare dell'altezza. Quindi, quando l'oggetto viene mantenuto alla massima altezza, ci sono più possibilità di ottenere la massima energia meccanica.
All'aumentare dell'altezza, aumenta la gravità che spinge l'oggetto verso il basso. Questo aumento dell'esercizio della gravità sull'oggetto li fa accelerare guadagnando energia cinetica. Un aumento della velocità fa sì che l'oggetto trasferisca la sua energia potenziale immagazzinata. Questa energia potenziale trasferita è energia meccanica.
Energia potenziale gravitazionale alla formula dell'energia meccanica
Quando la conversione del potenziale gravitazionale energia a meccanica si verifica energia, il corpo inizia a muoversi, possedendo energia cinetica. La somma di questa energia cinetica e di energia potenziale gravitazionale è l'energia meccanica posseduta dal corpo.
L'equazione U=mgh fornisce l'energia potenziale gravitazionale di un corpo, dove m è la massa del corpo, g è la forza gravitazionale e h è l'altezza.
L'energia cinetica è data da K=1/2mv2 dove m è la massa e v è la velocità. L'energia meccanica dovuta all'energia potenziale gravitazionale è data da
E=U+K; questa espressione descrive la relazione tra energia potenziale gravitazionale ed energia meccanica.
Energia potenziale gravitazionale a Efficienza energetica meccanica
L'efficienza della conversione dell'energia potenziale gravitazionale in energia meccanica comporta una quantità molto inferiore di energia gravitazionale per fare il massimo lavoro. La formula è data come segue;
Esu è l'energia convertita, ed Ein è la forma iniziale di energia.
Poiché l'energia meccanica non è altro che la somma dell'energia potenziale cinetica e gravitazionale, nota anche come energia totale del sistema. Quindi l'equazione può essere scritta come
Energia potenziale gravitazionale ad esempi di energia meccanica
- cascate
- Palla di Demolizione
- Frutti maturi sull'albero
- Montagne russe
- Pendolo
- Pesi sollevati
- Volo dell'aeroplano
- ruota panoramica
- Palla rimbalzata
- Altalene
- Veicoli in cima alla collina
- Turbine idrauliche
- Bilancia
- Scivoli nel parco
- Gravitrone
cascate
Prima di cadere da una scogliera, l'acqua possiede energia potenziale gravitazionale; mentre cade, possiede energia cinetica. La somma di queste due energie possedute dall'acqua è energia meccanica.
Palla di Demolizione
La palla da demolizione viene utilizzata per demolire i grandi edifici. All'altezza da terra, la palla ha energia potenziale gravitazionale; fa il lavoro meccanico sull'edificio quando cade.
Frutti maturi sull'albero
Un frutto maturo prima di cadere possiede energia potenziale gravitazionale. Quando sta per cadere, l'energia potenziale viene convertita in energia meccanica.
Montagne russe
Un giro sulle montagne russe combina energia potenziale gravitazionale e cinetica energia. Alcuni lavori meccanici vengono eseguiti sulla sedia dell'auto, che è responsabile del movimento dell'auto.
Pendolo
Il pendolo possiede energia potenziale gravitazionale prima di oscillare. Questa energia viene convertita in energia meccanica quando inizia a oscillare.
Pesi sollevati
A causa dell'altezza, un peso sollevato possiede energia potenziale gravitazionale. Quando viene abbassato, l'energia meccanica entra in azione.
Volo dell'aeroplano
Gli aeroplani possono volare in modo efficiente nel cielo grazie alla conversione dell'energia potenziale gravitazionale in energia meccanica.
ruota panoramica
Il sollevamento e la caduta della cabina della ruota panoramica sono dovuti alla conversione dell'energia potenziale gravitazionale in energia meccanica.
Palla rimbalzata
Quando una palla viene fatta rimbalzare a una certa altezza, possiede energia potenziale gravitazionale. Durante il rimbalzo, la velocità della palla viene aumentata convertendola in energia meccanica.
Altalene
Durante il gioco dell'altalena, tutti sperimentano la massima velocità mentre si spostano da un'altezza maggiore verso il livello del suolo. Ciò è dovuto alla conversione dell'energia potenziale gravitazionale in energia meccanica.
Veicoli in cima alla collina
Se parcheggi i tuoi veicoli in cima alla collina, ha la massima energia potenziale gravitazionale. Questa viene convertita in energia cinetica mentre si scende. L'azione dell'energia cinetica è veicolata dall'energia meccanica.
Turbine idrauliche
L'acqua che cade da una certa altezza fa ruotare la turbina. Inizialmente, l'acqua possiede energia potenziale gravitazionale, che lavora sulla turbina per svolgere un'azione meccanica.
Bilancia
L'azione di bilanciamento della bilancia tradizionale prevede la conversione dell'energia potenziale gravitazionale in energia meccanica.
Scivoli nel parco
A causa dell'altezza, il bambino in cima allo scivolo possiede energia potenziale gravitazionale. Mentre scivola verso il basso, inizia ad accelerare, che è la forma di energia meccanica.
Gravitrone
Un gravitrone funziona sulla forza centrifuga e sul principio di gravità zero impiegato in un parco di divertimenti. Quando il gravitone inizia ad accelerare, l'energia potenziale gravitazionale viene convertita in energia meccanica per fare il lavoro e prevenire la caduta della persona.
Conclusione
Da questo post, apprendiamo che la conversione dell'energia potenziale gravitazionale in energia meccanica avviene attraverso la produzione di energia cinetica.
Leggi anche:
- Come misurare l'energia potenziale in molle allungate o compresse
- Esempio di energia potenziale per energia luminosa
- Come stimare la conversione dell'energia chimica nella fotosintesi
- Come trovare il trasferimento di energia nello scambio termico
- Dall'energia nucleare all'energia chimica
- Esempio di energia elettrica ad energia radiante
- Come calcolare l'energia di un fotone
- Il combustibile fossile è un'energia geotermica
- Come determinare la perdita di energia cinetica negli incidenti stradali per migliorare la sicurezza
- Come calcolare l'energia libera di Gibbs con costante di equilibrio
Sono Keerthi K Murthy, ho completato la specializzazione in Fisica, con la specializzazione nel campo della fisica dello stato solido. Ho sempre considerato la fisica come una materia fondamentale e collegata alla nostra vita quotidiana. Essendo uno studente di scienze mi piace esplorare nuove cose in fisica. Come scrittore il mio obiettivo è raggiungere i lettori in modo semplificato attraverso i miei articoli.