Si la fuerza gravitacional disminuye al aumentar la distancia, ¿cómo aumenta la energía potencial gravitacional de un objeto?

Tener energía potencial es solo otra forma de describir lo que el objeto realmente quiere hacer; eso es en qué configuración el objeto realmente quiere estar.

Cuando tiras de la flecha en la proa, la cuerda realmente quiere que no se estire. Entonces, el estado de extracción tiene una energía potencial más alta.

Del mismo modo, un objeto más arriba en un campo gravitacional realmente quiere caerse. Entonces, la posición más alta tiene una energía potencial más alta.

Tienes razón, en el caso del arco, la fuerza aumenta con más estiramiento, mientras que la fuerza gravitacional cae al aumentar la distancia. Pero en ambos casos, la fuerza sigue siendo atractiva. Ambas fuerzas quieren empujar el cuerpo en la misma dirección, por lo que, naturalmente, quiere ir en esa dirección. Entonces, la energía potencial disminuye al moverse en esa dirección.

Además, nuestras convenciones también pueden ser confusas. En el caso de la flecha, suponemos que hay energía potencial cero cuando el arco no se estira. La energía sigue aumentando con el cuadrado de la distancia. [matemáticas] PE = 1/2 kx ^ 2. [/ math] La función (x ^ 2) es una función creciente con cero como valor mínimo y sin límite superior. Por lo tanto, la energía potencial puede ser tan alta como lo desee.

Pero en gravedad, se supone que un punto a una distancia infinita posee energía potencial cero. Este es el valor máximo de la energía potencial (ya que cada cuerpo quiere caer hacia la masa) y, por lo tanto, todos los demás valores deben ser negativos. Desde el centro de la masa, el PE se eleva de acuerdo con [matemáticas] PE = -GMm / x [/ matemáticas]. La función (-1 / x) es creciente, con su valor máximo como cero y sin límite inferior.

EnergíaFísicaFuerzaGravedadgravitacional

¿Qué pasaría si chateo por video con alguien en una fuerza gravitacional significativamente diferente (por ejemplo, cerca de un agujero negro) cuando la dilatación del tiempo está en vigor?

¿Es cierto que la fuerza gravitacional y la energía almacenada en masa se cancelan entre sí, y eso significa que el universo tiene una suma de energía de 0 y efectivamente no existe para un observador externo?

¿Por qué el universo se expande incluso después de que la fuerza gravitacional atraiga dos objetos en el espacio?

¿Por qué la fuerza gravitacional de un agujero negro es más fuerte que en cualquier otro objeto?

¿Existe alguna fuerza de reacción ejercida por el espacio-tiempo sobre el objeto?

¿Cómo interactúa la energía con la gravedad?

Solo te explicaría intuitivamente, ya que las matemáticas se pueden entender fácilmente después de tener la idea.

Olvídate del arco y la flecha por un tiempo y considera esto:

Deje que haya 2 objetos que están unidos por la fuerza gravitacional.

Ahora

Está separando lentamente los objetos a una distancia de 10 metros. Eso tomará algo de energía ya que te estás oponiendo a la fuerza atractiva entre ellos. Es cierto que a medida que los separaste más, la fuerza entre ellos disminuyó constantemente, pero aún así atraían y tenías que darle energía (aplicaste la fuerza a través de una distancia que es energía).

Ahora están a 10 metros de distancia y se atraen entre sí. Sabes que hay algo de energía potencial en este sistema de dos objetos porque tienen una fuerza entre ellos y pueden viajar una distancia (10 metros) debido a esta fuerza. Que haya x energía potencial en este sistema.

Ahora imagínense que los estamos separando aún más, digamos a 20 metros. Usted estaría de acuerdo en que la fuerza de atracción entre ellos es menor en comparación con antes cuando estaban a 10 metros de distancia. Pero, este sistema tiene más energía en comparación con el sistema anterior.

Supongamos que dejas ir los objetos, comenzarían a viajar en la dirección del otro porque hay algo de fuerza entre ellos, ¿verdad? Supongamos que ahora, después de viajar, están nuevamente a 10 metros de distancia y usted los detiene. El sistema liberaría algo de energía en el proceso porque los objetos han recorrido cierta distancia cuando había fuerza (gravitacional). Ahora el sistema es el mismo que el sistema anterior porque los objetos están nuevamente separados por 10 metros y tienen la misma fuerza entre ellos, pero ya obtuviste algo de energía cuando los objetos viajaron de 20 metros a 10 metros.

Para ser más claros, aunque la fuerza disminuyó a medida que los objetos estaban más separados, llevaban más energía.

La principal duda que tengas se aclarará al considerar esta pequeña cosa:

Cuanto más lejos están los objetos, menor es el incremento de energía al viajar la misma distancia. Entonces, el incremento de energía potencial de 0 a 10 será mayor que el incremento de 10 a 20 y de manera similar el incremento de energía potencial será aún menor de 20 a 30. Tenga en cuenta que estamos aumentando la distancia por igual (10 metros).

Por lo tanto, debido a que la fuerza está disminuyendo, el incremento de energía mientras se mueve a la misma distancia también está disminuyendo pero la energía sigue aumentando.

Ahora recuerde su arco y flecha. Tiene razón, la fuerza de restauración aumenta a medida que aumenta la distancia. ¿Puedes adivinar lo que significa al relacionarlo con lo que te he dicho?

Sí, significa que el incremento de la energía potencial aumentará con el mismo aumento de distancia. Entonces, el aumento en la energía potencial de digamos 0 a 5 cm será menor que el aumento de 5 a 10 cm.

Por lo tanto, en el caso de la fuerza gravitacional, la fuerza disminuye al aumentar la distancia, por lo que el incremento de la energía potencial disminuye, pero aún así, es un incremento, es decir, la energía está aumentando.

En el caso del arco y la flecha, la fuerza aumenta a medida que aumenta la distancia, por lo que el incremento de la energía potencial aumenta, nuevamente, es un incremento, es decir, la energía está aumentando.

Sourav Bhattacharjee

Buena pregunta. Veamos la expresión de energía potencial = m * g * h

La masa permanece constante. ¿Qué le sucede a g cuando h aumenta? Cambia de una manera que es inversamente proporcional al cuadrado de la altura desde el centro de la tierra. El radio de la tierra es de aproximadamente 6.38 * 10 ^ 6 m. Para alturas de hasta aproximadamente 1 km, el valor de g no cambia mucho (casi como en la superficie). Por lo tanto, el PE aumenta con la altura hasta 1000 m. en función de la altura. Para grandes alturas del orden de 1000 km o más, el PE se convierte en una función de g y h.

La siguiente tabla es un extracto de:

http://www.physicsclassroom.com/ …

Sanjay Dalal

La energía potencial es negativa cerca de la superficie terrestre dada por

U = -GMm / R

Como energía potencial inversamente proporcional a la distancia. A medida que nos alejamos de la superficie terrestre, el PE se vuelve menos negativo, es decir, aumenta y se vuelve máximo (0) en el infinito.

Sanjay Dalal

Porque el campo gravitacional (aceleración) es el gradiente negativo de la energía potencial gravitacional. El campo gravitacional apunta de mayor a menor potencial.

[matemáticas] – \ nabla [/ matemáticas] V = [matemáticas] \ vec g [/ matemáticas]

Donde V es el potencial gravitacional y [math] \ vec g [/ math] es el campo gravitacional.

Sanjay Dalal

More Interesting

¿La caída de la luz sobre la superficie de la tierra tiene que ver con la gravedad?

¿Podemos representar otras tres fuerzas fundamentales como curvatura en el espacio-tiempo como la fuerza gravitacional? Si no, ¿por qué?

¿Qué se sabe sobre el hecho de que las fuerzas nucleares se caen mucho más rápidamente que [matemáticas] 1 / {d ^ 2} [/ matemáticas], mientras que las fuerzas electromagnéticas y gravitales no?

Si la fuerza gravitacional disminuye con la distancia, ¿por qué decimos que un objeto ha ganado energía potencial cuando es recogido de la Tierra?

¿Por qué existe la gravedad? ¿Cómo la gravedad atrae materiales?

Si estuvieras en el centro de la tierra, ¿te separarías en todas las direcciones o las fuerzas gravitacionales serían netas 0?

¿Existe un vínculo directo entre la fuerza gravitacional y la dilatación del tiempo gravitacional?

¿Qué fenómeno causa la fuerza gravitacional?