Différence principale - Énergie potentielle gravitationnelle par rapport à l'énergie potentielle élastique

Énergie potentielle gravitationnelle et énergie potentielle élastique sont deux formes différentes d'énergies qu'une particule peut avoir. Les différence principale entre l'énergie potentielle gravitationnelle et l'énergie potentielle élastique est que le l'origine de l'énergie potentielle gravitationnelle est les forces gravitationnelles agissant entre deux corps massifs tandis que le l'origine de l'énergie potentielle élastique est les forces électrostatiques entre les molécules qui composent un matériau.

Qu'est-ce que l'énergie potentielle gravitationnelle

L'énergie potentielle gravitationnelle est l'énergie qu'un objet a en raison de sa position dans un champ gravitationnel. L'énergie potentielle de gravitation est toujours relatif: c'est une comparaison entre les quantités d'énergie qu'un objet possède en différents points d'un champ gravitationnel.

Imaginez soulever un objet avec une masse

à travers une hauteur de

dans un champ gravitationnel uniforme. Le poids de l'objet est donné par

. Si l'objet est soulevé à une vitesse constante de sorte que tout le travail effectué depuis le levage de l'objet soit donné à l'objet sous forme d'énergie potentielle gravitationnelle, nous pouvons calculer le gain d'énergie potentielle gravitationnelle du corps dû à son élévation. Étant donné que l'objet est soulevé à une vitesse constante, les forces sont équilibrées et la force de levage serait

. Puisque l'objet est élevé d'une hauteur

, le travail effectué est donné par

. Cela signifie que le gain en énergie potentielle gravitationnelle est donné par:

Qu'est-ce que l'énergie potentielle élastique

Un objet gagne de l'énergie potentielle élastique s'il est physiquement déformé. Lorsqu'un objet est déformé, les molécules qui forment le matériau sont obligées de s'éloigner de leurs positions d'équilibre. Si le matériau est élastique, alors les molécules essaient de revenir à leurs positions d'équilibre. Cela donne au matériau une capacité de travail. Par conséquent, lorsqu'un matériau élastique est déformé, on dit que le matériau a énergie potentielle élastique. Par exemple, l'énergie potentielle élastique est acquise par un ressort/un élastique lorsqu'il est étiré.

Les élastiques, lorsqu'ils sont étirés, gagnent en énergie potentielle

Ressorts: au repos, comprimés et étendus

Pensez à comprimer/allonger le ressort. Plus un ressort est déformé, plus la force nécessaire pour le déformer davantage est importante. La force augmente avec l'extension:

Graphique force vs extension pour un matériau élastique

Le travail effectué sur le ressort est donné par l'aire sous le graphique force vs extension. Dans ce cas, l'aire est donnée par

. Selon la loi de Hooke,

donc le travail total effectué pour comprimer ou allonger le ressort en

est

, où

est le constante de ressort du printemps. S'il n'y a pas d'autres forces, alors tout le travail effectué sur le ressort serait converti en énergie potentielle élastique

au printemps. Puis,

Différence entre l'énergie potentielle gravitationnelle et l'énergie potentielle élastique

Définition:

Énergie potentielle gravitationnelle est l'énergie qu'un objet a en raison de sa position dans un champ gravitationnel.

Énergie potentielle élastique est l'énergie qu'un matériau gagne après avoir subi une déformation.

Comment il se forme:

Énergie potentielle gravitationnelle provient de l'attraction gravitationnelle entre les masses.

Énergie potentielle élastique est due à la répulsion électrostatique entre les atomes et les molécules constituant un matériau.

Qu'est-ce que c'est:

Énergie potentielle gravitationnelle tente de rapprocher le plus possible les centres de masse des objets.

Énergie potentielle élastique tente de maintenir les atomes et les molécules constituant un objet à une certaine distance où ces particules peuvent maintenir un équilibre.

Image de courtoisie:

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