Основно съдържание
Физика – 11. клас (България)
Курс: Физика – 11. клас (България) > Раздел 2
Урок 10: Закон на Нютон за гравитацията- Запознаване с гравитацията
- Гравитация при космонавти в орбита
- Кое ще падне по-бързо – тухла или перце?
- Ускорение поради гравитацията на космическа станция
- Скорост на космическа станция в орбита
- Интензитет на гравитационното поле
- Сравняване на гравитационна и инерциална маса
- Влияние на масата върху орбиталната скорост
- Гравитация и орбити
- Преговор на закона на Нютон за гравитацията
- Гравитационна потенциална енергия при големи разстояния
- Изчисляване на гравитационната потенциална енергия на система
- Преговор на гравитационна потенциална енергия при големи разстояния
- Въпрос за лупинг
- Отговор на въпроса за лупинг, първа част
- Отговор на въпроса за лупинг, втора част
© 2023 Khan AcademyУсловия за ползванеДекларация за поверителностПолитика за Бисквитки
Преговор на гравитационна потенциална енергия при големи разстояния
Преговори уравненията и уменията, свързани с гравитационната потенциална енергия при големи разстояния, включително как да приложиш към тела в орбита законите за запазване.
Формули
Уравнение | Символи | Значение в думи |
---|---|---|
U, start subscript, G, end subscript, equals, minus, start fraction, G, m, start subscript, 1, end subscript, m, start subscript, 2, end subscript, divided by, r, end fraction | U, start subscript, G, end subscript е гравитационната потенциална енергия, G е гравитационната константа, m, start subscript, 1, end subscript и m, start subscript, 2, end subscript са маси, а r е разстоянието между центровете на масите на двете тела | Гравитационната потенциална енергия на големи разстояния е правопропорционална на масите и обратнопропорционална на разстоянието между тях. Гравитационната потенциална енергия се увеличава с увеличаването на r. |
Как да приложим законите за запазване към орбитите
Въпреки че Земята се движи по орбита около Слънцето, нейният път не е перфектна окръжност, а представлява елипса (Фигура 1).
Това означава, че разстоянието r на Земята от Слънцето се различава в различните точки на орбитата. Няма сумарна външна сила или въртящ момент върху системата Слънце-планета и единствената сила е гравитацията между Слънцето и планетата
Следователно моментът на импулса и енергията остават постоянни. Но гравитационната потенциална енергия се променя, понеже тя зависи от разстоянието. Като резултат, кинетичната енергия също се променя в различните точки на орбитата, което води до по-голяма скорост, когато планетата е по-близо до Слънцето.
Когато работим с гравитационна потенциална енергия през големи разстояния, обикновено избираме местоположението на начална точка, в която гравитационната потенциална енергия е нула при разстояние r или безкрайност. Това прави всички стойности на гравитационната потенциална енергия отрицателни.
Ако направим нулата на потенциалната енергия да е при безкрайност, тогава гравитационната потенциална енергия като функция на r е:
Например, представи си, че се приземяваме на планета. Докато се доближаваме до планетата, радиалното разстояние между нас и планетата намалява. Докато r намалява, губим гравитационна потенциална енергия - с други думи, U, start subscript, G, end subscript става по-отрицателно. Понеже енергията се запазва, скоростта трябва да се увеличи, което води до увеличение в кинетичната енергия.
Чести грешки и погрешни разбирания
- Учениците забравят, че трябва да има две отделни тела, приети за система, за да има потенциална енергия. Едно единично тяло не може да има потенциална енергия със себе си, а само спрямо друго тяло. Например Луната има гравитационна потенциална енергия само спрямо Земята (или друго тяло).
- Понякога хората забравят, че гравитационната потенциална енергия при големи разстояния е отрицателна. Обикновено избираме нулевата точка на гравитационната потенциална енергия да е при разстояние r от безкрайност. Това прави всички стойности на гравитационната потенциална енергия отрицателни.
Научи повече
За по-задълбочени обяснения за тези концепции, виж нашето видео за гравитационната потенциална енергия при големи разстояния.
За да провериш наученото от теб и да задълбочиш придобитите знания, виж нашите упражнения:
Искаш ли да се присъединиш към разговора?
Все още няма публикации.