Hvad er standardreferenceniveauet, der skal anvendes i fysik ved måling af Gravitational Potential Energy (GPE)?

Hvad er standardreferenceniveauet, der skal anvendes i fysik ved måling af Gravitational Potential Energy (GPE)?
Anonim

Svar:

Svaret afhænger af, hvad du skal vide. Det kan være jordoverfladen eller centrum af massen af objekterne.

Forklaring:

I tilfælde af simple projektilbevægelsesberegninger vil det være interessant at vide, hvad projektilens kinetiske energi er på det punkt, hvor det lander. Dette gør nogle af matematikken lidt lettere. Den potentielle energi ved maksimal højde er

#U = mgh #

hvor # H # er højden over landingsstedet. Du kan derefter bruge dette til at beregne den kinetiske energi, når projektilet lander på #h = 0 #.

Hvis du beregner kredsløbsplaner af planeter, måner og satellitter, er det meget bedre at bruge massens midtpunkt for hvert objekt. For at beregne jordmånesystemets potentielle energi ville du for eksempel have brug for denne ligning:

#U = (G m_ (jord) m _ ("måne")) / r #

hvor # G # er den universelle gravitation konstant, den # M # termer er jordens og månens masse, og # R # er afstanden mellem jordens og månens centre.

Denne ligning er stadig korrekt for objekter, der falder til jorden, men at kende den potentielle energi til noget der falder til jordens centrum er ikke særlig nyttig information. Hvis du vil vide om bevægelsen af et baseball, vil det ikke være til stor nytte for dig at vide, at du er omkring 4000 mil fra jordens centrum.