מהי רמת ההתייחסות הסטנדרטית לשימוש בפיסיקה בעת מדידת כוח פוטנציאלי כבידה (GPE)?

מהי רמת ההתייחסות הסטנדרטית לשימוש בפיסיקה בעת מדידת כוח פוטנציאלי כבידה (GPE)?
Anonim

תשובה:

התשובה תלויה במה שאתה צריך לדעת. זה יכול להיות ברמה הקרקעית, או את מרכז המסה של האובייקטים.

הסבר:

במקרה של חישובים פשוטים תנועה קליע, זה יהיה מעניין לדעת מה האנרגיה הקינטית של הקליע הוא בנקודה שבה הוא נוחת. זה עושה קצת את המתמטיקה קצת יותר קל. האנרגיה הפוטנציאלית בגובה המרבי היא

#U = mgh #

איפה # h # הוא גובה מעל נקודת הנחיתה. לאחר מכן אתה יכול להשתמש בו כדי לחשב את האנרגיה הקינטית כאשר קרקעות נוחתת ב #h = 0 #.

אם אתה מחשב תנועות מסלוליות של כוכבי לכת, ירחים ולוויינים, עדיף להשתמש במרכז המסה של כל אובייקט. לדוגמה, כדי לחשב את האנרגיה הפוטנציאלית של מערכת כדור הארץ הירח היית צריך את המשוואה הזאת:

#U = (G m_ (Earth) m _ ("ירח")) / r #

איפה # G # הוא קבוע כוח הכבידה האוניברסלי, #M# המונחים הם ההמונים של כדור הארץ ואת הירח, ו # r # הוא המרחק בין מרכזי כדור הארץ לירח.

משוואה זו עדיין נכונה עבור חפצים נופלים על הקרקע, אבל לדעת את האנרגיה הפוטנציאלית למשהו נופל למרכז כדור הארץ אינו מידע שימושי מאוד. אם אתה רוצה לדעת על ההצעה של בייסבול, בידיעה שאתה כ 4000 קילומטרים ממרכז כדור הארץ לא יהיה לך הרבה שימוש.