Hvad er gravitsionsmæssig potentiel energi?

Hvad er et gravitationsfelt?

Forestil dig, at du holder en bold over jorden. Jorden udøver en kraft på bolden og trækker den nedad. Denne kraft er tyngdekraft. Regionen omkring jorden, hvor denne styrke handler, kaldes et gravitationsfelt.

Potentiel energi:

* Potentiel energi er gemt energi, som et objekt har på grund af sin position eller konfiguration. Det er som en komprimeret forår - det har potentialet til at udføre arbejde.

* gravitationspotentiale energi er den potentielle energi, et objekt har på grund af sin position inden for et gravitationsfelt.

hvordan det fungerer:

* højere position, højere potentiel energi: Jo højere objekt er i et gravitationsfelt, jo mere gravitationspotentiale energi har den. Dette skyldes, at jordens tyngdekraft skal arbejde hårdere for at trække den ned fra en større højde.

* arbejde udført: Når et objekt falder, omdannes dens gravitationspotentiale energi til kinetisk energi (bevægelsesenergi). Arbejdet udført af tyngdekraften er lig med ændringen i gravitationspotentiale energi.

Formel:

En objekts gravitationspotentiale (U) beregnes ved hjælp af følgende formel:

* u =mgh

Hvor:

* m er massen af ​​objektet

* g er accelerationen på grund af tyngdekraften (ca. 9,8 m/s² på jorden)

* h er højden på objektet over et referencepunkt (ofte jorden)

Eksempler:

* en bog på en hylde: Bogen har gravitationspotentiale energi, fordi den er hævet over jorden. Hvis det falder, omdannes den potentielle energi til kinetisk energi.

* en rutsjebane øverst på en bakke: Rullebane har en høj potentiel energi på grund af sin position. Når den falder, omdannes denne energi til kinetisk energi, hvilket får den til at gå hurtigere.

Nøglepunkter:

* Gravitationspotentiale energi er en skalær mængde (kun størrelse, ingen retning).

* Det er et relativt koncept; Referencepunktet for højde er vilkårligt.

* Gravitationspotentiale energi er altid negativ, da tyngdekraften er attraktiv.