Yerçekimi Potansiyel Enerjisi (GPE) ölçülürken fizikte kullanılacak standart referans seviyesi nedir?

Yerçekimi Potansiyel Enerjisi (GPE) ölçülürken fizikte kullanılacak standart referans seviyesi nedir?
Anonim

Cevap:

Cevap, bilmeniz gerekenlere bağlıdır. Zemin seviyesinde veya nesnelerin kütle merkezinde olabilir.

Açıklama:

Basit mermi hareketi hesaplamaları durumunda, merminin kinetik enerjisinin indiği noktada ne olduğunu bilmek ilginç olacaktır. Bu matematiğin bir kısmını biraz daha kolaylaştırır. Maksimum yükseklikte potansiyel enerji

#U = mgh #

nerede # H # iniş noktasının üzerindeki yüksekliktir. Mermi karaya indiğinde kinetik enerjiyi hesaplamak için bunu kullanabilirsiniz. #h = 0 #.

Gezegenlerin, ayların ve uyduların yörünge hareketlerini hesaplıyorsanız, her nesnenin kütle merkezini kullanmak çok daha iyidir. Örneğin, dünya-ay sisteminin potansiyel enerjisini hesaplamak için şu denkleme ihtiyacınız olacak:

#U = (G m_ (toprak) m _ ("ay")) / r #

nerede # G # evrensel yerçekimi sabiti # M # terimler yeryüzünün ve ayın kütleleridir ve # R # dünyanın merkezleri ve ay arasındaki mesafe.

Bu denklem, yere düşen nesneler için hala doğrudur, ancak dünyanın merkezine düşen bir şey için potansiyel enerjiyi bilmek çok yararlı bilgiler değildir. Bir beyzbolun hareketini bilmek istiyorsanız, dünyanın merkezinden yaklaşık 4000 mil uzakta olduğunuzu bilmek sizin için pek bir işe yaramayacak.