Diferença entre energia potencial gravitacional e energia potencial elástica

Energia potencial gravitacional vs Energia potencial elástica

A energia potencial gravitacional e a energia potencial elástica são duas quantidades importantes discutidas em mecânica. Este artigo tentará comparar e contrastar quais são suas definições, semelhanças e diferenças..

O que é energia potencial gravitacional?

Para entender a energia potencial gravitacional, é necessário conhecimento prévio em campos gravitacionais. Gravidade é a força que ocorre devido a qualquer massa. A massa é a condição necessária e suficiente para a gravidade. Existe um campo gravitacional definido em torno de qualquer massa. Tome as massas m1 e m2 colocadas à distância r uma da outra. A força gravitacional entre essas duas massas é G.m1.m2 / r², onde G é a constante gravitacional universal. Como massas negativas não estão presentes, a força gravitacional é sempre atraente. Não há forças gravitacionais repulsivas. Deve-se notar que as forças gravitacionais também são mútuas. Isso significa que a força que m1 exerce sobre m2 é igual e oposta à força que m2 exerce sobre m1. O potencial gravitacional em um ponto é definido como a quantidade de trabalho realizado em uma unidade de massa ao trazê-lo do infinito para o ponto determinado. Como o potencial gravitacional no infinito é zero e a quantidade de trabalho a ser realizada é negativa, o potencial gravitacional é sempre negativo. A energia potencial gravitacional de um objeto é definida como o trabalho realizado no objeto quando o objeto é levado do infinito para o referido ponto. Isso também é igual ao produto do potencial gravitacional e à massa do objeto. Como a massa do objeto é sempre positiva e o potencial gravitacional de qualquer ponto é negativo, a energia potencial gravitacional de qualquer objeto também é negativa.

O que é energia potencial elástica?

A elasticidade é uma propriedade muito útil da matéria. É a capacidade dos materiais retornarem à sua forma original após a remoção das forças externas. Observa-se que a força necessária para manter uma haste elástica esticada é proporcional ao comprimento esticado da haste. A constante de proporcionalidade é conhecida como constante de mola e é indicada usando k. Isso nos dá a equação F = -kx. O sinal de menos representa a direção inversa de x à força. A energia potencial elástica é a quantidade de trabalho necessária para esticar o objeto elástico por um determinado comprimento x. Como a força aplicada F (x) = kx, o trabalho realizado é igual à integração de F (x) de zero a x, em relação a dx, que é igual a kx²/ 2 Portanto, a energia potencial é kx²/ 2 Deve-se notar que a energia potencial de qualquer objeto preso ao final da haste não depende da massa do objeto, mas apenas da constante da mola e do comprimento esticado.