2021年06月24日

高校物理(用語)「万有引力による位置エネルギー」

高校物理(用語)「万有引力による位置エネルギー」

★万有引力による位置エネルギー(universal gravitational potential energy)

無限遠を基準としたときの、質量m[kg]の物体の万有引力による位置エネルギーU[J]は、

U=−G・Mm/r

で表される。

なお、Gは万有引力定数、Mは地球の質量、rは地球の中心からの距離です。


いきなり説明なしに「無限遠」と言いましたが、その意味がわかりにくいと思います。
イメージ的には、「充分に遠い、ある特定の点」と考えて大丈夫です。

宇宙空間のある特定の点を「無限遠」としてそこを位置エネルギーの基準とすれば、そこより低い位置の位置エネルギーはマイナスです。宇宙空間は地球上の人から見れば上方にある。つまり、地球上は「無限遠」から見れば下にあるので、位置エネルギーはマイナスです。
また、「無限遠」に向かって進む場合、万有引力のする仕事はマイナスで、エネルギー=仕事だからUはマイナスだ。と考えても良いでしょう。

計算では、万有引力の式の定積分でも求めることができます。
万有引力による位置エネルギーの式の導き方について詳しくは、こちらをご覧ください。


勉強とか抜きにして、興味がある人には面白い本です。自分も読みました。



◆ 関連項目
万有引力万有引力による位置エネルギーの導き方
円運動・単振動・万有引力まとめ


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posted by えま at 21:00| Comment(0) | 高校物理 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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