Energia potencjalna grawitacji

1. Czym jest energia potencjalna grawitacji

Energię potencjalną grawitacji posiada ciało, które znajduje się na pewnej wysokości względem wybranego przez nas poziomu odniesienia np. książka na półce względem podłogi, jabłko na drzewie względem powierzchni ziemi. Te ciała mają potencjał do wykonania pracy. 

Ciała znajdujące się na pewnej wysokości mają potencjał do wykonania pracy.

Jaką pracę mogą wykonać ciała posiadające energię potencjalną? To zależy od ich masy oraz wysokości, na której się znajdują. Energia potencjalna grawitacji jest równa pracy, wykonanej do wyniesienia ciała na pewną wysokość względem poziomu odniesienia. Dzięki energii potencjalnej grawitacji ciało może z kolei wykonać pracę równą tej energii np. spadająca cegła może wbić kołek w ziemię.

Energia potencjalna grawitacji

2. Wzór na energię potencjalną grawitacji

Zmiana energii potencjalnej grawitacji zależy od masy ciała m oraz wysokości h, na której znajdowało się ciało. Zmiana energii potencjalnej grawitacji ΔEp możemy wyrazić wzorem ΔEp​ = m ⋅ g ⋅ h, gdzie m – masa, g – przyspieszenie ziemskie, h – wysokość.

Jednostką energii potencjalnej jest dżul (1 J).

Przykład: Jabłko wiszące na drzewie posiada energię potencjalną, którą może wykorzystać na rozpędzenie się podczas spadania. Im większa wysokość, na której wisi i im jest cięższe tym bardziej się rozpędzi podczas spadania.

3. Przykłady energii potencjalnej grawitacji:

  • książka na półce względem podłogi
  • jabłko na drzewie względem powierzchni ziemi
  • pasażer samolotu względem powierzchni ziemi
  • szybujący ptak względem powierzchni ziemi

4. Zapamiętaj

  • Energia potencjalna grawitacji jest równa pracy, jaką trzeba włożyć, aby wynieść ciało na pewną wysokość względem poziomu odniesienia
  • Tak „zgromadzoną” energię można z kolei wykorzystać na wykonanie innej pracy np. rozpędzając ciało podczas spadania
  • Energia potencjalna grawitacji jest tym większa im większa jest masa ciała oraz wysokość, na której się znajduje
  • Energia potencjalna grawitacji jest względna, zależy od poziomu odniesienia, w jednym układzie może być inna niż w drugim (np. pasażer w samolocie może posiadać inna energię względem poziomu samolotu niż ziemi)