Diferencia entre la energía potencial gravitacional y la energía potencial elástica

Energía potencial gravitacional frente a energía potencial elástica

La energía potencial gravitacional y la energía potencial elástica son dos cantidades importantes discutidas en la mecánica. Este artículo intentará comparar y contrastar cuáles son sus definiciones, sus similitudes y diferencias.

¿Qué es la energía potencial gravitacional??

Para comprender la energía potencial gravitacional, se requiere conocimiento de fondo en los campos gravitacionales. La gravedad es la fuerza que ocurre debido a cualquier masa. La masa es la necesaria y la condición suficiente para la gravedad. Hay un campo gravitacional definido alrededor de cualquier masa. Tomar las masas M1 y M2 colocadas en una distancia R entre sí. La fuerza gravitacional entre estas dos masas es G.M1.M2/R², donde g es la constante gravitacional universal. Dado que las masas negativas no están presentes, la fuerza gravitacional siempre es atractiva. No hay fuerzas gravitacionales repulsivas. Debe tenerse en cuenta que las fuerzas gravitacionales también son mutuas. Eso significa que la fuerza M1 ejerce sobre M2 es igual y opuesta a la fuerza M2 está ejerciendo sobre M1. El potencial gravitacional en un punto se define como la cantidad de trabajo realizado en una masa de la unidad al llevarlo del infinito al punto dado. Dado que el potencial gravitacional en el infinito es cero y la cantidad de trabajo debe hacerse es negativo, el potencial gravitacional siempre es negativo. La energía potencial gravitacional de un objeto se define como el trabajo realizado en el objeto cuando el objeto se toma del infinito a dicho punto. Esto también es igual al producto del potencial gravitacional y la masa del objeto. Dado que la masa del objeto es siempre positiva y el potencial gravitacional de cualquier punto es negativo, la energía del potencial gravitacional de cualquier objeto también es negativo.

¿Qué es la energía potencial elástica??

La elasticidad es una propiedad muy útil de la materia. Es la capacidad de los materiales para volver a su forma original después de que se eliminan las fuerzas externas. Se observa que la fuerza requerida para mantener una varilla elástica estirada es proporcional a la longitud estirada de la barra. La constante de proporcionalidad se conoce como constante de primavera y se denota usando k. Esto nos da la ecuación f = -kx. El signo menos representa la dirección inversa de x a la fuerza. La energía potencial elástica es la cantidad de trabajo que se requiere para estirar el objeto elástico por una longitud dada x. Dado que la fuerza aplicada f (x) = kx, el trabajo realizado es igual a la integración de f (x) de cero a x, con respecto a DX, que es igual a kx²/2. Por lo tanto, la energía potencial es KX²/2. Cabe señalar que la energía potencial de cualquier objeto unido al extremo de la barra no depende de la masa del objeto sino solo de la constante de resorte, y la longitud estirada.