Ontdek 11 praktijkvoorbeelden van potentiële zwaartekrachtenergie, die dit fundamentele natuurkundige concept levendig illustreren in alledaagse situaties
We zijn geïnteresseerd in de potentiële zwaartekrachtenergie van het gewicht, die in een object wordt vastgehouden als gevolg van zijn verticale positie of de zwaartekracht van het object naar de aarde. De massa van het object en zijn hoogte boven het nul-referentiepunt zijn de bepalende factoren van de zwaartekracht potentiële energie. Dit artikel bevat enkele veelvoorkomende voorbeelden van zwaartekracht potentiële energie in ons dagelijks leven.
Voorwerp verhoogd tot een hoogte
De inleiding zelf geeft een uitgangspunt voor dit voorbeeld.
Beschouw een massa m die verticaal wordt opgetild over een hoogte h tegen de zwaartekracht in, via een systeem van katrollen. Hier, de kracht uitgeoefend door het optillen van de doos en de kracht uitgeoefend door de zwaartekracht, Fg, zijn gelijk. Daarom is het verrichte nettowerk gelijk aan de potentiële zwaartekrachtenergie en wordt het berekend door de hoeveelheid zwaartekracht, F, te vermenigvuldigen.g, door de verticale afstand, h, die het gewicht heeft afgelegd.
Intrekking van deze krachten zal ervoor zorgen dat het object terugvalt naar de grond, waardoor de potentiële zwaartekrachtenergie wordt omgezet in kinetische energie. de zwaartekracht potentiële energie op gespecificeerde hoogte h wordt verondersteld stabiel te blijven. Het nulpunt van potentiële zwaartekrachtenergie is intrigerend een willekeurige waarde. Negatieve zwaartekracht potentiële energie kan worden waargenomen onder het nulpunt, dat ook wel datum wordt genoemd.
Water achter de damwand
In de waterkrachtindustrie zijn indirecte manieren te vinden om potentiële energie van de zwaartekracht te gebruiken.
Accumulatie van zwaartekracht potentiële energie wordt veroorzaakt door het verschil in de hoogte van het water achter een hydro-elektrische dam en het water aan de andere kant. Het naar beneden vallen van het water van een hoogte zet zijn potentiële energie om in kinetische energie, die de turbine laat draaien om elektriciteit op te wekken.
Voertuig geparkeerd op een heuveltop
Het voertuig zet kinetische energie om in potentiële energie terwijl het de heuvel beklimt.
Door het voertuig tot een bepaalde hoogte boven het grondniveau te laten stijgen, heeft het een potentiële zwaartekrachtsenergie van mgh bereikt, waarbij m de massa van het voertuig is, g de zwaartekrachtconstante en h de bereikte hoogte boven de grond.
Zodra het voertuig de heuvel begint af te dalen, ontwikkelt het een snelheid die de potentiële energie omzet in kinetische energie. De potentiële energie die is opgeslagen op de locatie van het voertuig op de top van de helling wordt omgezet in kinetische energie.
Yo-yo wacht om vrijgelaten te worden
Jojo is getuige van de accumulatie van bepaalde potentiële energie voordat deze wordt vrijgegeven.
De jojo heeft potentiële zwaartekrachtenergie terwijl hij boven de grond wordt gehouden, omdat de zwaartekracht hem al naar beneden sleept. Deze potentiële energie in de jojo wordt bij het laten vallen omgezet in kinetische energie, die toeneemt naarmate de afstand tussen de jojo en de grond kleiner wordt. Als de jojo weer omhoog wordt gehouden, zet het de kinetische energie weer om en slaat het op als potentiële energie.
Rivierwater op de top van een waterval
Gravitatie potentiële energie bestaat in het water op de top van een echt hoge waterval.
Hoge snelheid van het water dat van de top van de waterval valt, transformeert de zwaartekracht potentiële energie in kinetische energie. Wanneer het stromende water van de top botst met de watermassa aan de voet van de waterval, spat het water heftig en chaotisch op alle gebieden.
Een deel van de kinetische energie verkregen door water wordt nu omgezet in kinetische energie van dynamisch evenwicht. Dit verhoogt de innerlijke energie van het water en verwarmt het op de bodem van de watervallen.
Een boek op een tafel die op het punt staat te vallen
Een boek aan de rand van een tafel, op slechts een steenworp afstand van vallen, vertoont ook zwaartekracht potentiële energie.
De zwaartekracht wordt tegengewerkt door enkele externe krachten wanneer het boek boven de grond wordt geheven om het op tafel te houden. De zwaartekracht geeft het boek een aantrekkelijke energie als het terug op de grond valt. De actie van het boek dat van de tafel valt, ervaart versnelling als gevolg van zwaartekracht die de transformatie van de potentiële energie in kinetische energie veroorzaakt.
De hoogte, massa en sterkte van een object beïnvloeden al zijn zwaartekracht meer dan het referentiepunt. Een boek op een tafel heeft dus minder zwaartekracht dan een boek op een groter kantoor, en minder zwaartekracht dan een zwaarder boek op een enkele tafel.
Een kind op de top van een glijbaan
Gravitatie potentiële energie is alle opgeslagen energie die kan vallen of bewegen.
Elke entiteit die op het punt staat te vallen, ervaart potentiële zwaartekrachtenergie. Het jong heeft aan het begin potentiële zwaartekrachtenergie bovenop de glijbaan. Omdat er door de wrijving op de glijbaan wat energie werd omgezet in warmte, heeft het jong, wanneer het de bodem bereikt, zowel kinetische als thermische energie.
Gigantische bal van een sloopmachine
De zwaartekracht potentiële energie van de sloopkogel wordt bepaald door de zware massa van de bal en de hoogte waartoe deze wordt opgeheven.
Er bestaat een directe relatie tussen de potentiële energie van de zwaartekracht en de massa van een object, evenals de hoogte boven het referentiepunt. De elevatie veroorzaakt een toename van de zwaartekracht potentiële energie van het object.
Een kind op een schommel
Een kind dat op een schommel in een heen en weer beweging geniet, ontwikkelt door zijn hoogte boven de grond potentiële zwaartekrachtenergie.
De potentiële zwaartekrachtenergie van een kind kan worden berekend door de massa en de hoogte van het kind boven de grond te meten. De potentiële zwaartekrachtenergie van het object neemt toe naarmate de hoogte boven de grond toeneemt.
Rijp fruit voordat het loskomt van de tak
De kinetische en zwaartekracht potentiële energie van elk object dat stijgt of daalt verandert.
De zwaartekracht is een aantrekkingskracht tussen twee of meer punten of enorme massa's, vergelijkbaar met die tussen de massa's en de aarde. Het is de bepalende factor in de gewicht identificatie en daarom bezit de vrucht in deze toestand zwaartekracht.
Een vogel zittend op een boomtak
De vogel die bovenop een boomtak zit, heeft potentiële zwaartekrachtenergie.
Dit is te wijten aan het feit dat, terwijl het aan de boom is, het verder van de grond is dan op de grond.
Bloempot die aan het dek hangt
Een bloempot die aan een referentie hangt is een ander voorbeeld.
Een hangende bloempot bezit gravitatie potentiële energie vanwege zijn massa op een bepaalde hoogte vanaf de grond of het referentiepunt.
Vliegtuig dat overvliegt
Wanneer het vliegtuig opstijgt, stoten de motoren chemische energie uit in termen van brandstof die tijdens de vlucht wordt omgezet in mechanische energie, die de mechanische bewerkingen aandrijft, zoals het draaien van ventilatorbladen of propellers enz.
De mechanische energie zorgt voor stuwkracht, waardoor de snelheid van het vliegtuig toeneemt. Mechanische energie wordt omgezet in kinetische energie wanneer de snelheid van het vliegtuig toeneemt. Wanneer het vliegtuig hoogte begint te winnen, begint deze mechanische energie om te zetten in potentiële zwaartekrachtenergie.
Lees ook:
- Voorbeeld van kinetische naar geluidsenergie
- Mechanische energie naar stralingsenergie
- Kan elastische potentiële energie negatief zijn?
- Zonne-energie om energie te verwarmen
- Blijft de kinetische energie behouden bij een elastische botsing?
- Voorbeeld van mechanische naar kinetische energie
- Voorbeeld van stralingsenergie naar elektrische energie
- Potentiële energie versus potentiaalverschil
- Kan potentiële energie negatief zijn?
- Gebruik van kinetische energie
Ik heb een achtergrond in lucht- en ruimtevaarttechniek en werk momenteel aan de toepassing van robotica in de defensie- en ruimtevaartindustrie. Ik leer voortdurend en mijn passie voor creatieve kunsten zorgt ervoor dat ik geneigd ben nieuwe technische concepten te ontwerpen.
Omdat robots in de toekomst bijna alle menselijke handelingen zullen vervangen, wil ik mijn lezers graag de fundamentele aspecten van het onderwerp op een eenvoudige maar informatieve manier overbrengen. Ik blijf ook graag op de hoogte van de ontwikkelingen in de lucht- en ruimtevaartindustrie.