Wie verwende ich eine potenzielle Energieformel?
Die grundlegende potentielle Energieformel PE = mgh wird am häufigsten auf einfache Weise verwendet. Um die potentielle Energie eines Objekts (PE) zu berechnen, multiplizieren Sie die Masse des Objekts in Kilogramm (m) mit der Gravitationskonstante der Erde (g) und der Höhe des Objekts vom Boden in Metern (h). Die Formel kann auch bearbeitet werden, um den Wert einer fehlenden Variablen zu berechnen. Die Masse kann beispielsweise berechnet werden, indem die potentielle Energie des Objekts durch die Gravitationskonstante und seine Höhe dividiert wird, oder g = PE / gh. Da die potentielle Energie eines Objekts gleich der kinetischen Energie in einem Vakuum ist, kann die potentielle Energieformel auch verwendet werden, um seine kinetische Energie zu bestimmen. Dieselben Anwendungen können für kompliziertere Arten von potentiellen Energieformeln verwendet werden, wie beispielsweise elektrostatische oder nukleare potentielle Energie.
Die meisten Menschen verwenden die grundlegende Iteration der potenziellen Energieformel, um zu bestimmen, wie viel Arbeit von einem Objekt erzeugt würde, wenn es aus einer festen Höhe fallen würde. Dies ermöglicht es Einzelpersonen, die von einem Objekt erzeugte Energie zu bestimmen, wenn es die einfachste Form der Bewegung erfahren würde, was es zu einer genaueren Annäherung der Energiefähigkeiten des Objekts macht, ohne die zusätzliche Kraft einer Vortriebsaktion. Die Konvention der Formel zur Verwendung der Erdanziehungskraft, gemessen mit 9,8 Metern pro Sekunde im Quadrat (m / s 2 ), geht von der Annahme aus, dass die relevantesten Aktionen im Gravitationsfeld des Planeten stattfinden würden. Einige Wissenschaftler bevorzugen es, sich über diese Unterscheidung im Klaren zu sein und die allgemein verwendete Formel als Gravitationspotentialenergieformel zu bezeichnen.
Einzelpersonen können die potentielle Energieformel verwenden, um die potentielle Energie eines Objekts aus einer festen Höhe zu bestimmen oder um die Änderung seiner potentiellen Energie zu berechnen, falls das Objekt auf eine andere Höhe übertragen werden soll. Dies geschieht durch Ändern der Formel von PE = mgh in PE = mg (h1-h2), wobei h1 die größere und h2 die kleinere Höhe ist. Die Änderung des Energiepotenzials kann sich auf verschiedene Bereiche auswirken, z. B. auf das Ingenieurwesen und die mechanische Konstruktion.
Die Manipulation der Formel kann Einzelpersonen dabei helfen, fehlende Variablen zu identifizieren. Wenn die Höhe des Objekts im System unbekannt ist, kann die Formel in h = PE / mg geändert werden, wobei die Höhe der potenziellen Energie geteilt durch die Masse des Objekts und die Gravitationskonstante entspricht. Da g in der Gleichung einen konstanten Wert hat, besteht oft keine Notwendigkeit, ihn zu lösen, es sei denn, das Objekt befindet sich an einem Ort, an dem die Schwerkraft unterschiedlich ist.