Beispiele für potentielle Energie
Potenzielle Gravitationsenergie:
In der klassischen Mechanik ist die potentielle Energie der Gravitation (U) die Energie, die ein Objekt aufgrund seiner Position in einem Gravitationsfeld besitzt. Das Gravitationspotential (V; die Gravitationsenergie pro Masseneinheit) an einem Ort ist gleich der Arbeit (übertragene Energie) pro Masseneinheit, die erforderlich wäre, um das Objekt von einem festen Referenzort an den Ort des Objekts zu bewegen. Die am häufigsten verwendete potentielle Gravitationsenergie ist für ein Objekt nahe der Erdoberfläche, bei dem angenommen werden kann, dass die Gravitationsbeschleunigung konstant bei etwa 9,8 m / s 2 liegt .
U = mgh
Elastische potentielle Energie :
Die elastische potentielle Energie ist die potentielle Energie, die als Ergebnis der Verformung eines elastischen Objekts gespeichert wird, wie beispielsweise der Dehnung einer Feder. Sie ist abhängig von der Federkonstante k sowie dem gedehnten Abstand.
U = 1/2 kx 2
Elektrische potentielle Energie :
Elektrische potentielle Energie ist eine potentielle Energie, die aus konservativen Coulomb-Kräften resultiert und mit der Konfiguration eines bestimmten Satzes von Punktladungen in einem definierten System verbunden ist. Wenn zum Beispiel eine positive Ladung Q an einem bestimmten Punkt im Raum fixiert ist, erfährt jede andere positive Ladung, die in die Nähe gebracht wird, eine Abstoßungskraft und hat daher potentielle Energie.
U = kQq / r
Block, der eine reibungslose Steigung hinunterrutscht
Der 1-kg-Block beginnt eine Höhe H (sagen wir 1 m) über dem Boden mit einer potentiellen Energie mgH und einer kinetischen Energie von 0. Er gleitet auf den Boden (ohne Reibung) und kommt ohne potentielle Energie und kinetische Energie an K = ½ mv 2 . Berechnen Sie die Geschwindigkeit des Blocks am Boden und seine kinetische Energie.
E mech = U + K = const
=> ½ mv 2 = mgH
=> v = √2gH = 4,43 m / s
=> K 2 = ½ x 1 kg x (4,43 m / s) 2 = 19,62 kg.m 2 .s -2 = 19,62 J
Pendel
Nehmen Sie ein Pendel an (Kugel der Masse m, die an einer Schnur der Länge L aufgehängt ist , die wir hochgezogen haben, so dass die Kugel eine Höhe H <L über ihrem tiefsten Punkt im Bogen ihrer Bewegung der gedehnten Schnur liegt. Das Pendel wird dem Konservativen unterworfen Gravitationskraft, bei der Reibungskräfte wie Luftwiderstand und Reibung am Drehpunkt vernachlässigbar sind.
Wir befreien es von der Ruhe. Wie schnell geht es unten?
Das Pendel erreicht in vertikaler Position die größte kinetische Energie und die geringste potentielle Energie , da es die größte Geschwindigkeit hat und an diesem Punkt der Erde am nächsten ist. Andererseits hat es an den extremen Positionen seines Schwungs seine geringste kinetische Energie und seine größte potentielle Energie , da es keine Geschwindigkeit hat und an diesen Punkten am weitesten von der Erde entfernt ist.
Wenn die Amplitude auf kleine Schwankungen begrenzt ist, beträgt die Periode T eines einfachen Pendels, die Zeit, die für einen vollständigen Zyklus benötigt wird:
Dabei ist L die Länge des Pendels und g die lokale Erdbeschleunigung. Bei kleinen Schaukeln ist die Schwungdauer für Schaukeln unterschiedlicher Größe ungefähr gleich. Das heißt, die Periode ist unabhängig von der Amplitude .
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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.
