Гравитациялык потенциалдык энергия жана серпилгичтик потенциалдык энергия
Гравитациялык потенциалдык энергия жана ийкемдүү потенциалдык энергия механикада талкууланган эки маанилүү чоңдук болуп саналат. Бул макалада алардын аныктамалары, окшоштуктары жана айырмачылыктары эмнелерди салыштырып, салыштырууга аракет кылабыз.
Гравитациялык потенциалдык энергия деген эмне?
Гравитациялык потенциалдык энергияны түшүнүү үчүн гравитациялык талаалар боюнча баштапкы билим талап кылынат. Тартылуу - бул кандайдыр бир массадан улам пайда болгон күч. Масса – тартылуу күчү үчүн зарыл жана жетиштүү шарт. Кандайдыр бир массанын тегерегинде аныкталган гравитациялык талаа бар. Бири-биринен r аралыкта жайгаштырылган m1 жана m2 массаларын алгыла. Бул эки массанын ортосундагы тартылуу күчү G.m1.m2/r2, мында G универсалдуу тартылуу константасы. Терс массалар болбогондуктан, тартылуу күчү дайыма өзүнө тартып турат. Эч кандай түртүүчү гравитациялык күчтөр жок. Гравитациялык күчтөр да өз ара бар экенин белгилей кетүү керек. Демек, m1 күч m2ге барабар жана m2 күч m1ге карама-каршы келет. Чексиздиктен берилген чекитке чейин бирдик массаны алып келүүдө аткарылган иштин көлөмү чекиттеги тартылуу потенциалы катары аныкталат. Чексиздиктеги тартылуу потенциалы нөлгө жана аткарыла турган жумуштун көлөмү терс болгондуктан, гравитациялык потенциал дайыма терс болот. Объекттин гравитациялык потенциалдык энергиясы деп объект чексиздиктен аталган чекитке чейин алынганда объектке жасалган иш катары аныкталат. Бул дагы гравитациялык потенциалдын жана объекттин массасынын продуктусуна барабар. Объекттин массасы ар дайым оң жана ар кандай чекиттин гравитациялык потенциалы терс болгондуктан, ар кандай нерсенин тартылуу потенциалы да терс болот.
Эластикалык потенциалдык энергия деген эмне?
Ийкемдүүлүк - заттын абдан пайдалуу касиети. Бул тышкы күчтөр алынып салынгандан кийин материалдардын баштапкы абалына келүү жөндөмдүүлүгү. Серпилгич таякчаны керилип кармап туруу үчүн талап кылынган күч таякчанын созулган узундугуна пропорционал экени байкалат. Пропорционалдык константа жазгы константа катары белгилүү жана к аркылуу белгиленет. Бул бизге F=-kx теңдемесин берет. Минус белгиси х күчтүн тескери багытын билдирет. Серпилгич потенциал энергиясы - ийкемдүү нерсени берилген x узундукка созуу үчүн талап кылынган жумуштун көлөмү. F(x)=kx күч колдонулгандыктан, аткарылган иш dxке карата F(x) нөлдөн х чейин интегралдаштырганга барабар, башкача айтканда kx2 /2. Демек, потенциалдык энергия kx2/2. Таякчанын учуна илинген ар кандай объекттин потенциалдык энергиясы нерсенин массасына көз каранды эмес, жалаң пружинанын константасына жана созулган узундугуна көз каранды экенин белгилей кетүү керек.
Гравитациялык жана серпилгич потенциалдык энергиянын ортосунда кандай айырма бар?
• Гравитациялык потенциалдык энергия дайыма терс, ал эми серпилгич потенциалдык энергия дайыма оң.
• Гравитациялык потенциалдык энергия объекттин массасына көз каранды, бирок серпилгич потенциалдык энергия массага көз каранды эмес.
