位置エネルギーの例
物理 / / July 04, 2021
エネルギー それは、身体またはシステムが仕事をする能力です。 ザ・ 位置エネルギー によって取得されたものです 占有されている位置、 以内に 特定のフィールド. 居住している分野に応じて、位置エネルギーは次の分類を取得します。
位置エネルギーの種類:
ザ・ 重力ポテンシャルエネルギー これは、体またはシステムが重力場にあるときに生成されます。
ザ・ 電気ポテンシャルエネルギー これは、身体またはシステムが電界内にあるときに取得されるものです。
ザ・ 磁気ポテンシャルエネルギー 身体またはシステムが磁場内にあるときに発生します
ザ・ 弾性ポテンシャルエネルギー バネが一定の張力で吊り下げられると現れ、潜在的に元の形状に戻る傾向があります。
重力ポテンシャルエネルギー
位置エネルギーは、ニュートンの第2法則に基づいています。
「物体に加えられる力は、物体が移動する加速度とともに、その質量に正比例します。」
重力場では、加速度は重力加速度の値で表されます:。 重力場では高さまたは距離として扱われる、体の位置によるその力の積は、重力ポテンシャルエネルギーと呼ばれます。
単位は次のとおりです。
これは最も頻繁に使用され、惑星地球の表面近くの物体で計算されます。 このエネルギーの原点または参照点は任意です。 そこにエネルギーはゼロです。 その点からそのような距離にある体は、そこに配置されるためにある量のエネルギーを必要としました。 別の見方をすれば、これは、その体がすでにその位置にあるために利用できるエネルギーと同じことを意味します。
物体自体にはすでに質量があり、重力の作用の影響を受けると、重量と呼ばれる力になります。これは明らかに同じ力の単位で測定されます。:
重力ポテンシャルエネルギーを次のように表すことができるような方法で:
重力ポテンシャルエネルギーの例
例1:建物の2階、高さ4.5メートルにある机の位置エネルギーを計算します。 その質量は90キログラムです。
適用される式は次のとおりです。
解決:
例2:垂直距離10メートル、質量1,200Kgの丘の上にあるモノリスの位置エネルギーを計算します。
適用される式は次のとおりです。
解決:
例3:高さ3.2メートルで、重さ0.8829ニュートンの木の枝からぶら下がっているリンゴの位置エネルギーを計算します。
適用される式は次のとおりです。
弾性ポテンシャルエネルギー
弾性ポテンシャルエネルギーは、ばねの伸縮距離または圧力と、それが含まれるばねの定数によって決まります。 これは、引張状態でばねによって蓄積されるエネルギーです。
圧縮であろうと伸長であろうと、ばねが元の形状から変形する距離があります。
これは、ばねの圧縮または伸長に関連する仕事の統合に由来します。距離の関数としての力(k)×距離(x)です。
弾性ポテンシャルエネルギーはこの値に相当します。
電気ポテンシャルエネルギー
正電荷が空間の特定の場所にあり、別の正電荷が近づくと、最初の部分に反発力が発生します. したがって、位置エネルギーは秒で生成されます。
電荷の電位エネルギーは次のように表されます。
そしてそれはクーロンの法則に基づいています:
2番目の点電荷の存在の結果として点電荷に影響を与える力は、次のように定義されます。