Différence entre l'énergie potentielle gravitationnelle et l'énergie potentielle élastique

Énergie potentielle gravitationnelle vs énergie potentielle élastique

L'énergie potentielle gravitationnelle et l'énergie potentielle élastique sont deux quantités importantes discutées en mécanique. Cet article essaiera de comparer et de contraster quelles sont leurs définitions, leurs similitudes et leurs différences.

Qu'est-ce que l'énergie potentielle gravitationnelle?

Pour comprendre l'énergie potentielle gravitationnelle, les connaissances de base des champs gravitationnelles sont nécessaires. La gravité est la force qui se produit en raison de toute masse. La masse est nécessaire et la condition suffisante pour la gravité. Il y a un champ gravitationnel défini autour de n'importe quelle masse. Prenez les masses M1 et M2 placées sur une distance R les unes des autres. La force gravitationnelle entre ces deux masses est g.M1.M2 / R², où g est la constante gravitationnelle universelle. Étant donné que des masses négatives ne sont pas présentes, la force gravitationnelle est toujours attrayante. Il n'y a pas de forces gravitationnelles répulsives. Il faut noter que les forces gravitationnelles sont également mutuelles. Cela signifie que la force M1 exerce sur M2 est égale et opposée à la force M2 exerce sur M1. Le potentiel gravitationnel en un point est défini comme la quantité de travail effectuée sur une masse unitaire lors de la radiation de l'infini au point donné. Étant donné que le potentiel gravitationnel à l'infini est nul et que la quantité de travail doit être effectuée est négative, le potentiel gravitationnel est toujours négatif. L'énergie potentielle gravitationnelle d'un objet est définie comme le travail effectué sur l'objet lorsque l'objet est pris de l'infini audit point. Ceci est également égal au produit du potentiel gravitationnel et de la masse de l'objet. Étant donné que la masse de l'objet est toujours positive et que le potentiel gravitationnel de tout point est négatif, l'énergie potentielle gravitationnelle de tout objet est également négative.

Qu'est-ce que l'énergie potentielle élastique?

L'élasticité est une propriété très utile de la matière. C'est la capacité des matériaux à revenir à leur forme d'origine après la suppression des forces externes. On observe que la force nécessaire pour maintenir une tige élastique étirée est proportionnelle à la longueur étirée de la tige. La constante de proportionnalité est connue sous le nom de constante de ressort et est notée en utilisant k. Cela nous donne l'équation f = -kx. Le signe moins représente la direction inverse de X à la force. L'énergie potentielle élastique est la quantité de travail nécessaire pour étirer l'objet élastique d'une longueur donnée x. Puisque la force appliquée f (x) = kx, le travail effectué est égal à l'intégration de f (x) de zéro à x, par rapport à dx, qui est égal à Kx²/ 2. Par conséquent, l'énergie potentielle est KX²/ 2. Il faut noter que l'énergie potentielle de tout objet attaché à l'extrémité de la tige ne dépend pas de la masse de l'objet mais uniquement de la constante de ressort et de la longueur étirée.