Jak stosować formułę energii potencjalnej?

Podstawowa formuła energii potencjalnej, PE = mgh, jest najczęściej stosowana w prosty sposób. Aby obliczyć energię potencjalną obiektu (PE), należy pomnożyć masę obiektu w kilogramach (m) przez stałą grawitacyjną Ziemi (g) i wysokość obiektu od podłogi w metrach (h). Formułą można również manipulować w celu obliczenia wartości brakującej zmiennej; na przykład masę można obliczyć dzieląc energię potencjalną obiektu przez stałą grawitacyjną i jej wysokość lub g = PE / gh. Ponieważ energia potencjalna obiektu jest równa jego energii kinetycznej w próżni, wzór energii potencjalnej można również wykorzystać do określenia jego energii kinetycznej. Te same zastosowania można zastosować do bardziej skomplikowanych rodzajów formuł energii potencjalnej, takich jak energia elektrostatyczna lub energia jądrowa.

Większość osób korzysta z podstawowej iteracji formuły energii potencjalnej, aby określić, ile pracy mógłby wygenerować obiekt, gdyby spadł z ustalonej wysokości. Pozwala to jednostkom określić energię generowaną przez obiekt, jeśli miałby on doświadczyć najprostszej formy ruchu, co czyni go jednym z dokładniejszych przybliżeń możliwości energetycznych obiektu bez dodatkowej siły napędzającej. Konwencja formuły polegająca na wykorzystaniu siły grawitacji Ziemi, mierzonej z 9,8 metra na sekundę do kwadratu (m / s ² ), została przyjęta przy założeniu, że najbardziej odpowiednie działania miałyby miejsce w polu grawitacyjnym planety. Niektórzy naukowcy wolą jasno powiedzieć o tym rozróżnieniu, odnosząc się do powszechnie stosowanej formuły jako formuły energii potencjalnej grawitacji.

Osoby mogą wykorzystać formułę energii potencjalnej, aby określić energię potencjalną obiektu ze stałej wysokości lub obliczyć zmianę energii potencjalnej w przypadku przeniesienia obiektu na inną wysokość. Odbywa się to poprzez zmianę wzoru z PE = mgh na PE = mg (h1-h2), w którym h1 jest większą wysokością, a h2 jest mniejszą. Zmiana energii potencjalnej może mieć wpływ na kilka rozważań w różnych dziedzinach, takich jak inżynieria i projektowanie mechaniczne.

Manipulacja formułą może pomóc osobom zidentyfikować brakujące zmienne. Jeśli wysokość obiektu w układzie jest nieznana, wzór można zmienić na h = PE / mg, przy czym wysokość jest równa energii potencjalnej podzielonej przez masę obiektu i stałą grawitacyjną. Ponieważ g ma stałą wartość w równaniu, często nie ma potrzeby jej rozwiązywania, chyba że obiekt znajduje się w miejscu, w którym siła przyciągania różni się.