Wat is het standaardreferentieniveau om te gebruiken in de fysica bij het meten van Gravitational Potential Energy (GPE)?

Antwoord:

Het antwoord hangt af van wat u moet weten. Het kan grondniveau of het zwaartepunt van de objecten zijn.

Uitleg:

In het geval van eenvoudige projectielbewegingsberekeningen, zal het interessant zijn om te weten wat de kinetische energie van het projectiel is op het punt waar het landt. Dit maakt een deel van de wiskunde een beetje gemakkelijker. De potentiële energie op maximale hoogte is

#U = mgh #

waar # H # is de hoogte boven het landingspunt. Je kunt dit dan gebruiken om de kinetische energie te berekenen wanneer het projectiel landt #h = 0 #.

Als u omloopbewegingen van planeten, manen en satellieten berekent, is het veel beter om het zwaartepunt van elk object te gebruiken. Als u bijvoorbeeld de potentiële energie van het aardemaanseeksysteem wilt berekenen, hebt u deze vergelijking nodig:

#U = (G m_ (aarde) m _ ("maan")) / r #

waar # G # is de universele gravitatieconstante, de # M # termen zijn de massa's van de aarde en de maan, en # R # is de afstand tussen de middelpunten van de aarde en de maan.

Deze vergelijking is nog steeds correct voor objecten die op de grond vallen, maar de potentiële energie kennen voor iets dat naar het centrum van de aarde valt, is niet erg bruikbare informatie. Als je meer wilt weten over de beweging van een honkbal, weet je dat als je weet dat je ongeveer 4000 mijlen verwijderd bent van het centrum van de aarde, je weinig van nut zult zijn.