Gravitational Potential Energy (GPE) är den energi som ett objekt har på grund av dess position i ett gravitationsfält. I huvudsak är det lagrad energi Ett objekt har på grund av sin höjd ovanför en referenspunkt.
Här är en uppdelning:
Nyckelkoncept:
* tyngdkraft: En kraft som drar föremål mot varandra. Jorden utövar ett gravitationellt drag på allt nära den, inklusive oss.
* Höjd: Det vertikala avståndet ett objekt är över en referenspunkt.
* Referenspunkt: En vald punkt som används som en baslinje för att mäta höjd. Detta kan vara marken, ytan på ett bord eller någon annan godtycklig punkt.
Hur det fungerar:
* När ett objekt lyfts mot tyngdkraften görs arbetet på det. Detta arbete lagras som gravitationspotentialenergi.
* Ju högre objektet lyfts, desto mer arbete görs och desto mer GPE har det.
* När objektet släpps omvandlas denna lagrade energi till kinetisk energi (rörelseenergi) när den faller.
Formel:
Gavitationspotentialenergin för ett objekt beräknas med följande formel:
gpe =mgh
Där:
* GPE är gravitationspotentialenergin (mätt i joules)
* m är objektets massa (mätt i kilogram)
* g är accelerationen på grund av tyngdkraften (cirka 9,8 m/s² på jorden)
* h är höjden på objektet ovanför referenspunkten (mätt i meter)
Exempel:
* En bok på en hylla: Boken har GPE eftersom den är ovanför golvet. Om den faller omvandlas GPE till kinetisk energi.
* en berg -och dalbana på toppen av en kulle: Rullebanan har GPE på grund av dess höjd. När det går ner omvandlas GPE till kinetisk energi, vilket gör att den går snabbare.
* en dykare på en dykbräda: Dykaren har GPE eftersom de är över vattnet. Denna GPE omvandlas till kinetisk energi när de hoppar och faller.
Viktiga anteckningar:
* GPE är relativt den valda referenspunkten. Ett objekt kan ha olika GPE beroende på var referenspunkten är belägen.
* Formeln antar ett enhetligt gravitationsfält, vilket är en bra tillnärmning för föremål nära jordens yta.
Gravitationspotentialenergi är ett grundläggande koncept i fysiken, och det spelar en avgörande roll för att förstå många fenomen, från rörelse av planeter till energin lagrade i vattenkraftdammar.
