Jedes ruhende Objekt, das aufgrund seiner Position unter dem Einfluss der Gravitationskraft Energie besitzt, wird potentielle Gravitationsenergie genannt.
Nach dem Energieerhaltungssatz beinhaltet die Umwandlung von potenzieller Gravitationsenergie in mechanische Energie die Beschleunigung des stationären Körpers, um Arbeit zu verrichten. In diesem Beitrag erfahren Sie also mehr über die Umwandlung von potenzieller Gravitationsenergie in mechanische Energie und die Fakten.
Die mechanische Arbeit kann entweder in Form von kinetischer oder potentieller Energie vorliegen.
Wie hängen Gravitationspotential und mechanische Energie zusammen?
Der erste Hauptsatz der Thermodynamik beschreibt, wie Energie von einer Form in eine andere umgewandelt werden kann. Es reicht aus kennen den Zusammenhang zwischen potentieller Gravitationsenergie und mechanische Energie.
Die Masse des Objekts und in welcher Höhe das Objekt über dem Boden platziert wird, beschreibt die potenzielle Energie der Gravitation. Wenn die Masse und Höhe des Objekts zunehmen, ist die potentielle Gravitationsenergie auf dem Objekt größer; wenn es aus einer maximalen Höhe losgelassen wird, wird die vom Objekt erlangte Geschwindigkeit größer sein; somit ist mechanische Energie auch mehr.
Dies bedeutet, dass Gravitationspotentialenergie und mechanische Energie eine lineare Proportionalitätsbeziehung besitzen.
Wie wird potentielle Gravitationsenergie in mechanische Energie umgewandelt?
Das Arbeits-Energie-Theorem gibt immer die mechanische Arbeit an, die am System durch Energieumwandlung geleistet wird. Mit diesem Prinzip wird die potenzielle Energie der Gravitation in mechanische Energie umgewandelt.
Objekte in der Luft besitzen eine maximale Gravitationsenergie, die im Inneren des Objekts gespeichert ist. Wenn es zum Fallen gebracht wird, wird die gespeicherte Energie freigesetzt und ist bereit, Arbeit zu verrichten, indem es mechanische Energie aufnimmt.
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Wann wird potenzielle Gravitationsenergie in mechanische Energie umgewandelt?
Jedes Objekt bewegt sich nicht, bis es durch eine äußere Kraft ausgelöst wird.
Angenommen, ein Objekt wird auf einer bestimmten Höhe gehalten; Das Objekt besitzt eine maximale potenzielle Gravitationsenergie. Wenn eine äußere Kraft auf sie ausgeübt wird, beginnen sie zu fallen, indem sie ihre gespeicherte potentielle Energie durch die Schwerkraft freisetzen. Das fallende Objekt besitzt kinetische Energie.
Die vom Objekt aufgenommene kinetische Energie ist die auf das Objekt ausgeübte Arbeit, also Gravitationspotentialenergie umwandeln zu mechanischer Energie.
Wo wird potenzielle Gravitationsenergie in mechanische Energie umgewandelt?
Das Gravitationspotential steigt mit zunehmender Höhe. Wenn das Objekt also auf maximaler Höhe gehalten wird, besteht eine größere Chance, maximale mechanische Energie zu gewinnen.
Mit zunehmender Höhe nimmt die Schwerkraft zu, die das nach unten gerichtete Objekt zieht. Diese Erhöhung der Schwerkraft auf das Objekt beschleunigt es, indem es kinetische Energie gewinnt. Eine Erhöhung der Geschwindigkeit bewirkt, dass das Objekt seine gespeicherte potentielle Energie überträgt. Diese übertragene potentielle Energie ist mechanische Energie.
Gravitationspotentialenergie zur mechanischen Energieformel
Bei der Umwandlung des Gravitationspotentials Energie zu mechanisch Energie entsteht, der Körper beginnt sich zu bewegen und besitzt kinetische Energie. Die Summe dieser kinetischen Energie und potentiellen Gravitationsenergie ist die mechanische Energie, die der Körper besitzt.
Die Gleichung U=mgh gibt die potentielle Gravitationsenergie eines Körpers an, wobei m die Masse des Körpers, g die Gravitationskraft und h die Höhe ist.
Die kinetische Energie ist gegeben durch K=1/2mv2 wobei m die Masse und v die Geschwindigkeit ist. Die mechanische Energie aufgrund der Gravitationspotentialenergie ist gegeben durch
E=U+K; Dieser Ausdruck beschreibt die Beziehung zwischen potenzieller Gravitationsenergie und mechanischer Energie.
Gravitationspotentialenergie zu mechanischer Energieeffizienz
Die Effizienz der Umwandlung von potenzieller Gravitationsenergie in mechanische Energie erfordert eine sehr geringe Menge an Gravitationsenergie, um maximale Arbeit zu leisten. Die Formel ist wie folgt angegeben;
E ist die umgewandelte Energie und Ein ist die Ausgangsform der Energie.
Denn mechanische Energie ist nichts anderes als die Summe aus kinetischer und potentieller Gravitationsenergie, die auch als Gesamtenergie des Systems bezeichnet wird. Die Gleichung kann also geschrieben werden als
Gravitationspotentialenergie zu mechanischen Energiebeispielen
- Wasserfälle
- Abrissbirne
- Reife Früchte am Baum
- Achterbahn
- Pendel
- Erhöhte Gewichte
- Flug des Flugzeugs
- Riesenrad
- Gesprungener Ball
- Swings
- Fahrzeuge an der Spitze des Hügels
- Hydraulische Turbinen
- Waage
- Rutschen im Park
- Gravitron
Wasserfälle
Bevor es von einer Klippe fällt, besitzt Wasser potenzielle Gravitationsenergie; Wenn es fällt, besitzt es kinetische Energie. Die Summe dieser beiden Energien, die Wasser besitzt, ist mechanische Energie.
Abrissbirne
Die Abrissbirne wird verwendet, um die großen Gebäude abzureißen. In der Höhe über dem Boden hat der Ball potentielle Gravitationsenergie; es erledigt die mechanische Arbeit am Gebäude, wenn es fallen gelassen wird.
Reife Früchte am Baum
Eine reife Frucht vor dem Fallen besitzt potenzielle Gravitationsenergie. Beim Fallen wird die potentielle Energie in mechanische Energie umgewandelt.
Achterbahn
Eine Achterbahnfahrt kombiniert Gravitationspotential und kinetische Energie Energie. Einige mechanische Arbeiten werden am Autostuhl durchgeführt, der für die Bewegung des Autos verantwortlich ist.
Pendel
Das Pendel besitzt Gravitationspotential, bevor es schwingt. Diese Energie wird beim Schwingen in mechanische Energie umgewandelt.
Erhöhte Gewichte
Aufgrund der Höhe besitzt ein angehobenes Gewicht potenzielle Gravitationsenergie. Beim Herunterziehen kommt die mechanische Energie zum Tragen.
Flug des Flugzeugs
Flugzeuge können aufgrund der Umwandlung von potenzieller Gravitationsenergie in mechanische Energie effizient am Himmel fliegen.
Riesenrad
Das Heben und Senken der Kabine des Riesenrads beruht auf der Umwandlung von potenzieller Gravitationsenergie in mechanische Energie.
Gesprungener Ball
Wenn ein Ball in einer bestimmten Höhe aufprallt, besitzt er potenzielle Gravitationsenergie. Beim Zurückprallen wird die Geschwindigkeit des Balls erhöht, indem er in mechanische Energie umgewandelt wird.
Swings
Beim Schaukeln erlebt jeder maximale Geschwindigkeit, während er sich aus größerer Höhe in Richtung Boden bewegt. Dies liegt an der Umwandlung von potenzieller Gravitationsenergie in mechanische Energie.
Fahrzeuge an der Spitze des Hügels
Wenn Sie Ihre Fahrzeuge auf der Spitze des Hügels parken, hat es die maximale potentielle Gravitationsenergie. Diese wird bei der Abwärtsbewegung in kinetische Energie umgewandelt. Die Wirkung der kinetischen Energie wird durch mechanische Energie getragen.
Hydraulische Turbinen
Wasser, das aus einer bestimmten Höhe fällt, versetzt die Turbine in Rotation. Anfänglich besitzt das Wasser Gravitationspotentialenergie, die auf die Turbine einwirkt, um eine mechanische Aktion auszuführen.
Waage
Die Ausgleichswirkung herkömmlicher Waagen beinhaltet die Umwandlung von potentieller Gravitationsenergie in mechanische Energie.
Rutschen im Park
Aufgrund seiner Größe besitzt das Kind oben auf der Rutsche potenzielle Gravitationsenergie. Wenn er nach unten rutscht, beginnt er zu beschleunigen, was die Form mechanischer Energie ist.
Gravitron
Ein Gravitron arbeitet mit Zentrifugalkraft und dem in einem Vergnügungspark angewandten Schwerelosigkeitsprinzip. Wenn das Graviton zu beschleunigen beginnt, wird die potenzielle Energie der Gravitation in mechanische Energie umgewandelt, um Arbeit zu verrichten und zu verhindern, dass die Person fällt.
Zusammenfassung
Aus diesem Beitrag erfahren wir, dass die Umwandlung von potenzieller Gravitationsenergie in mechanische Energie durch die Erzeugung von kinetischer Energie erfolgt.
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Ich bin Keerthi K Murthy und habe einen Abschluss in Physik mit Spezialisierung auf dem Gebiet der Festkörperphysik. Ich habe Physik immer als ein grundlegendes Fach betrachtet, das mit unserem täglichen Leben verbunden ist. Als Student der Naturwissenschaften genieße ich es, neue Dinge in der Physik zu erkunden. Als Autor ist es mein Ziel, die Leser mit meinen Artikeln auf vereinfachte Weise zu erreichen.