Vad är ett gravitationsfält?
* Föreställ dig jorden. Den har ett gravitationellt drag som lockar allt mot centrum. Detta drag sträcker sig utåt från jorden och bildar ett gravitationsfält.
* Styrkan i detta fält beror på massans massa som skapar den (som jorden) och avståndet från det objektet.
Vad är gravitationspotentialenergi?
* Ett objekt i ett gravitationsfält har potentiell energi eftersom det har potential att röra sig på grund av tyngdkraften.
* Ju högre ett objekt är i ett gravitationsfält, desto mer gravitationspotential energi har det. Detta beror på att det har potential att falla ett större avstånd och få kinetisk energi (rörelseenergi) under processen.
Nyckelpunkter:
* nollpunkt: Gravitationspotentialenergi definieras vanligtvis som noll på ett oändligt avstånd från källan till gravitationsfältet. Detta innebär att ett objekt på ett oändligt avstånd från jorden har noll gravitationspotential energi.
* Negativt värde: Gravitationspotentialenergi är vanligtvis negativ eftersom den representerar * arbetet som görs av tyngdkraften * för att föra ett objekt från oändlighet till en viss punkt i fältet.
* Conservation of Energy: Den totala mekaniska energin (potentiell energi + kinetisk energi) för ett objekt i ett gravitationsfält förblir konstant. Detta innebär att när ett objekt faller, dess gravitationspotential energi minskar och dess kinetiska energi ökar med samma mängd.
Exempel:
* Vatten i en dam: Vattnet på toppen av en damm har hög gravitationspotential energi eftersom det är högt i jordens gravitationsfält. När det släpps faller vattnet och omvandlar sin potentiella energi till kinetisk energi, som används för att vända turbiner.
* RollerCoaster: En berg -och dalbanan bil på toppen av en kulle har hög gravitationspotential energi. När den går nerför kullen förlorar den potentiell energi och får kinetisk energi, vilket gör att den går snabbare.
Formel:
Formeln för gravitationspotential energi är:
* u =-gmm/r
Där:
* u är gravitationspotential energi
* g är gravitationskonstanten (6.674 × 10^-11 n m²/kg²)
* m är massan av det större objektet (som jorden)
* m är massan av det mindre objektet
* r är avståndet mellan de två föremålens centra
