Qual è il livello di riferimento standard da utilizzare in fisica quando si misura l'energia potenziale gravitazionale (GPE)?

Qual è il livello di riferimento standard da utilizzare in fisica quando si misura l'energia potenziale gravitazionale (GPE)?
Anonim

Risposta:

La risposta dipende da ciò che devi sapere. Potrebbe essere a livello del suolo, o il centro di massa degli oggetti.

Spiegazione:

Nel caso di semplici calcoli di movimento del proiettile, sarà interessante sapere quale sia l'energia cinetica del proiettile nel punto in cui atterra. Questo rende un po 'più semplice la matematica. L'energia potenziale alla massima altezza è

#U = mgh #

dove # H # è l'altezza sopra il punto di atterraggio. Puoi quindi usarlo per calcolare l'energia cinetica quando il proiettile atterra #h = 0 #.

Se stai calcolando i movimenti orbitali di pianeti, lune e satelliti, è molto meglio usare il centro di massa di ciascun oggetto. Ad esempio, per calcolare l'energia potenziale del sistema Terra-Luna avresti bisogno di questa equazione:

#U = (G m_ (terra) m _ ("luna")) / r #

dove # G # è la costante di gravitazione universale, il # M # i termini sono le masse della terra e della luna, e # R # è la distanza tra i centri della terra e della luna.

Questa equazione è ancora corretta per gli oggetti che cadono a terra, ma conoscere l'energia potenziale per qualcosa che cade al centro della terra non è un'informazione molto utile. Se vuoi conoscere il movimento di una palla da baseball, sapere che sei a circa 4000 miglia dal centro della terra non ti sarà molto utile.