Hva er standard referanse nivået å bruke i fysikk når du måler Gravitational Potential Energy (GPE)?

Svar:

Svaret avhenger av hva du trenger å vite. Det kan være bakkenivå, eller midtpunktet for gjenstanderens masse.

Forklaring:

Når det gjelder enkle prosjektilbevegelsesberegninger, vil det være interessant å vite hva den kinetiske energien til prosjektilet er på det punktet hvor den lander. Dette gjør noe av matematikken litt enklere. Den potensielle energien ved maksimal høyde er

#U = mgh #

hvor # H # er høyden over landingspunktet. Du kan da bruke dette til å beregne den kinetiske energien når prosjektilet lander på #h = 0 #.

Hvis du beregner orbitalbevegelser av planeter, måner og satellitter, er det mye bedre å bruke midtpunktet for hver gjenstand. For eksempel, for å beregne den potensielle energien til jordmånesystemet, trenger du denne ligningen:

#U = (G m_ (jord) m _ ("månen")) / r #

hvor # G # er den universelle tyngdekraften konstant, den # M # Vilkårene er jordens og månens masse, og # R # er avstanden mellom jordens og månens sentre.

Denne ligningen er fortsatt riktig for gjenstander som faller til bakken, men å vite potensiell energi for noe som faller til sentrum av jorden er ikke veldig nyttig informasjon. Hvis du vil vite om bevegelsen av et baseball, vet du ikke at du er ca 4000 kilometer fra sentrum av jorden, det vil ikke være til stor nytte for deg.