Πώς επηρεάζουν η μάζα και το ύψος ενός αντικειμένου να βαρυτικών δυναμικών ενέργειας;
Ενεργειακή ενέργεια βαρύτητας (GPE)
* Ορισμός: Το GPE είναι η ενέργεια που διαθέτει ένα αντικείμενο λόγω της θέσης του σε ένα βαρυτικό πεδίο. Όσο υψηλότερο είναι το αντικείμενο, τόσο περισσότερο έχει το GPE.
Πώς επηρεάζουν η μάζα και το ύψος το GPE
* μάζα (m): Όσο πιο τεράστιο είναι ένα αντικείμενο, τόσο περισσότερο GPE έχει σε ένα δεδομένο ύψος. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι μια μεγαλύτερη μάζα έχει ισχυρότερη βαρυτική έλξη στη γη. Η σχέση είναι άμεσα αναλογική:
* διπλασιάστε τη μάζα, διπλασιάστε το GPE
* ύψος (h): Όσο υψηλότερο είναι ένα αντικείμενο πάνω από την επιφάνεια της γης, τόσο περισσότερο GPE έχει. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι χρειάζεται περισσότερη δουλειά για να ανυψωθεί ένα αντικείμενο σε μεγαλύτερο ύψος. Η σχέση είναι άμεσα αναλογική:
* διπλασιάστε το ύψος, διπλασιάστε το GPE
Ο τύπος
Ο τύπος για τη βαρυτική δυναμική ενέργεια είναι:
* gpe =m * g * h
Οπου:
* GPE είναι η βαρυτική δυναμική ενέργεια (μετρούμενη σε joules)
* m είναι η μάζα του αντικειμένου (μετρούμενη σε χιλιόγραμμα)
* g είναι η επιτάχυνση που οφείλεται στη βαρύτητα (περίπου 9,8 m/s2 κοντά στην επιφάνεια της Γης)
* h είναι το ύψος του αντικειμένου πάνω από ένα σημείο αναφοράς (μετρούμενο σε μέτρα)
Παράδειγμα
Φανταστείτε ότι έχετε δύο αντικείμενα, ένα δύο φορές πιο μαζικό από το άλλο, και οι δύο ανυψώθηκαν στο ίδιο ύψος. Το βαρύτερο αντικείμενο θα έχει διπλάσιο από το GPE του ελαφρύτερου αντικειμένου. Τώρα φανταστείτε ότι ανυψώνετε ένα από τα αντικείμενα σε διπλάσιο ύψος. Αυτό το αντικείμενο θα έχει τώρα δύο φορές το GPE σε σύγκριση με το πότε ήταν στο χαμηλότερο ύψος.
Συνοπτικά
* Περισσότερη μάζα =περισσότερη GPE
* Περισσότερα ύψος =περισσότερα GPE
Η σχέση μεταξύ μάζας, ύψους και GPE είναι άμεσα αναλογική, που σημαίνει ότι καθώς ένας από αυτούς τους παράγοντες αυξάνεται, το GPE αυξάνεται αναλογικά.
