ระดับอ้างอิงมาตรฐานที่ใช้ในวิชาฟิสิกส์คืออะไรเมื่อทำการวัดพลังงานความโน้มถ่วง (GPE)

ตอบ:

คำตอบขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณต้องรู้ อาจเป็นระดับพื้นดินหรือศูนย์กลางของมวลของวัตถุ

คำอธิบาย:

ในกรณีของการคำนวณการเคลื่อนไหวของกระสุนปืนแบบง่ายมันจะน่าสนใจที่จะรู้ว่าพลังงานจลน์ของกระสุนปืนนั้นอยู่ที่จุดที่มันตกลงมา ทำให้คณิตศาสตร์ง่ายขึ้นเล็กน้อย พลังงานศักย์ที่ความสูงสูงสุดคือ

#U = mgh #

ที่ไหน # H # คือความสูงเหนือจุดเชื่อมโยงไปถึง จากนั้นคุณสามารถใช้สิ่งนี้เพื่อคำนวณพลังงานจลน์เมื่อกระสุนปืนตกลงที่ #h = 0 #.

หากคุณกำลังคำนวณการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ดวงจันทร์และดาวเทียมมันจะดีกว่ามากถ้าคุณใช้จุดศูนย์กลางมวลของวัตถุแต่ละชิ้น ตัวอย่างเช่นในการคำนวณพลังงานศักย์ของระบบเอิร์ ธ - มูนคุณจะต้องใช้สมการนี้:

#U = (G m_ (โลก) m _ ("moon")) / r #

ที่ไหน # G # คือค่าความโน้มถ่วงสากล, # ม # เงื่อนไขคือมวลของโลกและของดวงจันทร์และ # R # คือระยะห่างระหว่างศูนย์กลางของโลกและดวงจันทร์

สมการนี้ยังคงถูกต้องสำหรับวัตถุที่ตกลงสู่พื้นดิน แต่การรู้พลังงานที่อาจเกิดขึ้นสำหรับบางสิ่งที่ตกลงสู่ใจกลางโลกนั้นไม่ใช่ข้อมูลที่มีประโยชน์มาก หากคุณต้องการทราบเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของกีฬาเบสบอลการรู้ว่าคุณอยู่ห่างจากใจกลางโลกประมาณ 4,000 ไมล์จะไม่เป็นประโยชน์กับคุณมากนัก