Năng lượng tiềm năng hấp dẫn so với Năng lượng tiềm năng đàn hồi
Thế năng hấp dẫn và thế năng đàn hồi là hai đại lượng quan trọng được thảo luận trong cơ học. Bài viết này sẽ cố gắng so sánh và đối chiếu các định nghĩa của chúng là gì, sự giống và khác nhau của chúng.
Năng lượng tiềm năng hấp dẫn là gì?
Để hiểu được thế năng hấp dẫn, cần phải có kiến thức nền tảng về trường hấp dẫn. Lực hấp dẫn là lực xuất hiện do bất kỳ khối lượng nào. Khối lượng là điều kiện cần và điều kiện đủ để có trọng lực. Có một trường hấp dẫn được xác định xung quanh bất kỳ khối lượng nào. Lấy khối lượng m1 và m2 đặt cách nhau một khoảng r. Lực hấp dẫn giữa hai khối lượng này là G.m1.m2 / r2, trong đó G là hằng số hấp dẫn chung. Vì không tồn tại các khối lượng âm nên lực hấp dẫn luôn là lực hút. Không có lực hấp dẫn đẩy. Cần phải lưu ý rằng các lực hấp dẫn cũng tương hỗ. Điều đó có nghĩa là lực m1 tác dụng lên m2 bằng và ngược chiều với lực m2 tác dụng lên m1. Thế năng hấp dẫn tại một điểm được định nghĩa là lượng công thực hiện trên một đơn vị khối lượng khi đưa vật từ vô cực đến một điểm đã cho. Vì thế năng hấp dẫn ở vô cực bằng 0 và khối lượng công việc phải làm là âm nên thế năng hấp dẫn luôn âm. Thế năng hấp dẫn của một vật được xác định là công thực hiện đối với vật khi đưa vật từ vô cực đến điểm nói trên. Điều này cũng bằng tích của thế năng hấp dẫn và khối lượng của vật thể. Vì khối lượng của vật luôn là dương và thế năng hấp dẫn của bất kỳ điểm nào là âm nên thế năng hấp dẫn của bất kỳ vật nào cũng là âm.
Năng lượng Tiềm năng Đàn hồi là gì?
Tính đàn hồi là một thuộc tính rất hữu ích của vật chất. Là khả năng vật liệu trở lại hình dạng ban đầu sau khi tác động ngoại lực. Quan sát thấy rằng lực cần thiết để giữ cho một thanh đàn hồi kéo dài tỉ lệ thuận với chiều dài thanh bị dãn ra. Hằng số tỷ lệ được gọi là hằng số lò xo và được ký hiệu bằng cách sử dụng k. Điều này cho chúng ta phương trình F=-kx. Dấu trừ là viết tắt của chiều ngược lại của x đối với lực. Thế năng đàn hồi là lượng công cần thiết để kéo dãn vật đàn hồi một đoạn x cho trước. Vì lực tác dụng F (x)=kx, công thực hiện bằng tích phân của F (x) từ 0 đến x, đối với dx, bằng kx2/ 2. Do đó, thế năng là kx2/ 2. Cần lưu ý rằng thế năng của bất kỳ vật nào gắn vào đầu thanh không phụ thuộc vào khối lượng của vật mà chỉ phụ thuộc vào hằng số lò xo và chiều dài bị dãn.
Sự khác biệt giữa thế năng hấp dẫn và thế năng đàn hồi là gì?
• Thế năng hấp dẫn luôn âm trong khi thế năng đàn hồi luôn dương.
• Thế năng hấp dẫn phụ thuộc vào khối lượng của vật, nhưng thế năng đàn hồi không phụ thuộc vào khối lượng.
