Sự khác biệt giữa năng lượng tiềm năng hấp dẫn và năng lượng tiềm năng đàn hồi

Năng lượng tiềm năng hấp dẫn so với năng lượng tiềm năng đàn hồi

Năng lượng tiềm năng hấp dẫn và năng lượng thế năng đàn hồi là hai đại lượng quan trọng được thảo luận trong cơ học. Bài viết này sẽ cố gắng so sánh và đối chiếu định nghĩa của chúng là gì, điểm tương đồng và khác biệt của chúng.

Năng lượng tiềm năng hấp dẫn là gì?

Để hiểu được năng lượng hấp dẫn, cần có kiến ​​thức nền tảng trong các trường hấp dẫn. Trọng lực là lực xảy ra do bất kỳ khối lượng nào. Khối lượng là điều kiện cần và đủ cho trọng lực. Có một trường hấp dẫn được xác định xung quanh bất kỳ khối lượng. Lấy khối lượng m1 và m2 đặt trong khoảng cách r với nhau. Lực hấp dẫn giữa hai khối lượng này là G.m1.m2 / r², Trong đó G là hằng số hấp dẫn phổ quát. Vì khối lượng âm không có mặt, lực hấp dẫn luôn hấp dẫn. Không có lực hấp dẫn lực đẩy. Cần phải lưu ý rằng lực hấp dẫn cũng tương hỗ. Điều đó có nghĩa là, lực m1 tác dụng lên m2 bằng và ngược lại với lực m2 đang tác dụng lên m1. Thế năng hấp dẫn tại một điểm được định nghĩa là lượng công việc được thực hiện trên một đơn vị khối lượng khi đưa nó từ vô cực đến điểm đã cho. Vì thế năng hấp dẫn ở vô cực bằng không và khối lượng công việc phải làm là âm, nên thế năng hấp dẫn luôn âm. Năng lượng hấp dẫn của một vật thể được định nghĩa là công việc được thực hiện trên vật thể khi vật thể được đưa từ vô cực đến điểm đã nói. Điều này cũng tương đương với sản phẩm của thế năng hấp dẫn và khối lượng của vật thể. Vì khối lượng của vật thể luôn dương và thế năng hấp dẫn của bất kỳ điểm nào là âm, nên năng lượng hấp dẫn của bất kỳ vật thể nào cũng âm.

Năng lượng tiềm năng đàn hồi là gì?

Độ co giãn là một tính chất rất hữu ích của vật chất. Đó là khả năng của các vật liệu trở lại hình dạng ban đầu của chúng sau khi các lực bên ngoài được loại bỏ. Nó được quan sát thấy rằng lực cần thiết để giữ một thanh đàn hồi kéo dài tỷ lệ thuận với chiều dài kéo dài của thanh. Hằng số tỷ lệ được gọi là hằng số lò xo và được ký hiệu bằng k. Điều này cho chúng ta phương trình F = -kx. Dấu trừ là viết tắt của hướng ngược lại của x với lực. Năng lượng thế năng đàn hồi là khối lượng công việc cần thiết để kéo căng vật thể đàn hồi theo độ dài x cho trước. Vì lực tác dụng F (x) = kx, nên công việc được thực hiện bằng tích hợp của F (x) từ 0 đến x, đối với dx, bằng với kx²/ 2. Do đó, năng lượng tiềm năng là kx²/ 2. Cần lưu ý rằng năng lượng tiềm năng của bất kỳ vật nào được gắn vào đầu que không phụ thuộc vào khối lượng của vật mà chỉ phụ thuộc vào hằng số lò xo và chiều dài kéo dài.