Jaká je standardní referenční úroveň pro použití ve fyzice při měření gravitační potenciální energie (GPE)?

Odpovědět:

Odpověď závisí na tom, co potřebujete vědět. Může se jednat o úroveň země nebo o těžiště objektů.

Vysvětlení:

V případě jednoduchých výpočtů pohybu projektilů bude zajímavé vědět, jaká je kinetická energie projektilu v místě, kde dopadá. To dělá některé z matematiky trochu jednodušší. Potenciální energie v maximální výšce je

#U = mgh #

kde # h # je výška nad bodem přistání. Potom můžete použít k výpočtu kinetické energie, když projektil přistane #h = 0 #.

Pokud počítáte orbitální pohyby planet, měsíců a satelitů, je mnohem lepší použít těžiště každého objektu. Chcete-li například vypočítat potenciální energii systému Země-Měsíc, potřebujete tuto rovnici:

#U = (G m_ (země) m _ ("měsíc")) / r #

kde #G# je univerzální gravitační konstanta # m # termíny jsou masy země a měsíce a # r # je vzdálenost mezi středy Země a Měsíce.

Tato rovnice je stále správná pro objekty padající na zem, ale znalost potenciální energie pro něco, co spadá do středu země, není příliš užitečná informace. Pokud se chcete dozvědět o pohybu baseballu, s vědomím, že jste asi 4000 kilometrů od středu země, nebude pro vás moc užitečné.