გრავიტაციული პოტენციური ენერგია vs ელასტიური პოტენციური ენერგია
გრავიტაციული პოტენციური ენერგია და ელასტიური პოტენციური ენერგია მექანიკაში განხილული ორი მნიშვნელოვანი რაოდენობაა. ეს სტატია შეეცდება შევადაროთ და განვასხვავოთ რა არის მათი განმარტებები, მათი მსგავსება და განსხვავებები.
რა არის გრავიტაციული პოტენციური ენერგია?
გრავიტაციული პოტენციური ენერგიის გასაგებად საჭიროა გრავიტაციული ველების ფონური ცოდნა. გრავიტაცია არის ძალა, რომელიც წარმოიქმნება ნებისმიერი მასის გამო. მასა არის სიმძიმის აუცილებელი და საკმარისი პირობა.ნებისმიერი მასის გარშემო არის განსაზღვრული გრავიტაციული ველი. აიღეთ m1 და m2 მასები, რომლებიც განთავსებულია ერთმანეთისგან r მანძილზე. გრავიტაციული ძალა ამ ორ მასას შორის არის G.m1.m2/r2, სადაც G არის უნივერსალური გრავიტაციული მუდმივი. ვინაიდან უარყოფითი მასები არ არის, გრავიტაციული ძალა ყოველთვის მიმზიდველია. არ არსებობს ამაღელვებელი გრავიტაციული ძალები. უნდა აღინიშნოს, რომ გრავიტაციული ძალებიც ორმხრივია. ეს ნიშნავს, რომ m1 ძალა, რომელსაც ახორციელებს m2-ზე, ტოლია და საპირისპიროა m2 ძალის, რომელსაც ახორციელებს m1-ზე. გრავიტაციული პოტენციალი წერტილში განისაზღვრება, როგორც ერთეულის მასაზე შესრულებული სამუშაოს მოცულობა, როდესაც იგი უსასრულობიდან მოცემულ წერტილამდე მიდის. ვინაიდან უსასრულობაში გრავიტაციული პოტენციალი ნულის ტოლია და სამუშაოს მოცულობა უარყოფითია, გრავიტაციული პოტენციალი ყოველთვის უარყოფითია. ობიექტის გრავიტაციული პოტენციური ენერგია განისაზღვრება, როგორც ობიექტზე შესრულებული სამუშაო, როდესაც ობიექტი გადაყვანილია უსასრულობიდან აღნიშნულ წერტილამდე. ეს ასევე უდრის გრავიტაციული პოტენციალისა და ობიექტის მასის ნამრავლს.ვინაიდან ობიექტის მასა ყოველთვის დადებითია და ნებისმიერი წერტილის გრავიტაციული პოტენციალი უარყოფითია, ნებისმიერი ობიექტის გრავიტაციული პოტენციური ენერგია ასევე უარყოფითია.
რა არის ელასტიური პოტენციური ენერგია?
ელასტიურობა მატერიის ძალიან სასარგებლო თვისებაა. ეს არის მასალის უნარი დაუბრუნდეს პირვანდელ ფორმას გარე ძალების მოხსნის შემდეგ. შეინიშნება, რომ ელასტიური ჯოხის დაჭიმვის შესანარჩუნებლად საჭირო ძალა პროპორციულია ღეროს დაჭიმული სიგრძისა. პროპორციულობის მუდმივი ცნობილია როგორც ზამბარის მუდმივი და აღინიშნება k-ის გამოყენებით. ეს გვაძლევს განტოლებას F=-kx. მინუს ნიშანი არის x-ის საპირისპირო მიმართულება ძალის მიმართ. ელასტიური პოტენციური ენერგია არის სამუშაოს რაოდენობა, რომელიც საჭიროა ელასტიური ობიექტის მოცემული სიგრძით x-ით გასაჭიმად. ვინაიდან გამოყენებული ძალა F(x)=kx, შესრულებული სამუშაო უდრის F(x)-ის ინტეგრაციას ნულიდან x-მდე, dx-ის მიმართ, რაც უდრის kx2. /2. ამრიგად, პოტენციური ენერგია არის kx2/2.უნდა აღინიშნოს, რომ ღეროს ბოლოზე მიმაგრებული ნებისმიერი ობიექტის პოტენციური ენერგია არ არის დამოკიდებული ობიექტის მასაზე, არამედ მხოლოდ ზამბარის მუდმივზე და დაჭიმულ სიგრძეზე.
რა განსხვავებაა გრავიტაციულ და ელასტიურ პოტენციურ ენერგიას შორის?
• გრავიტაციული პოტენციური ენერგია ყოველთვის უარყოფითია, ხოლო ელასტიური პოტენციური ენერგია ყოველთვის დადებითი.
• გრავიტაციული პოტენციური ენერგია დამოკიდებულია ობიექტის მასაზე, მაგრამ ელასტიური პოტენციური ენერგია არ არის დამოკიდებული მასაზე.
