Cos'è un campo gravitazionale?
* Immagina la Terra. Ha una attrazione gravitazionale che attira tutto verso il suo centro. Questa attrazione si estende verso l'esterno dalla Terra, formando un campo gravitazionale.
* La forza di questo campo dipende dalla massa dell'oggetto creando (come la Terra) e dalla distanza da quell'oggetto.
Che cos'è l'energia potenziale gravitazionale?
* Un oggetto in un campo gravitazionale ha un'energia potenziale perché ha il potenziale per muoversi a causa dell'attrazione della gravità.
* Più un oggetto più alto si trova in un campo gravitazionale, maggiore è l'energia potenziale gravitazionale che ha. Questo perché ha il potenziale per cadere a una distanza maggiore, guadagnando energia cinetica (energia del movimento) nel processo.
Punti chiave:
* Punto zero: L'energia potenziale gravitazionale è generalmente definita come zero a una distanza infinita dalla fonte del campo gravitazionale. Ciò significa che un oggetto a una distanza infinita dalla Terra ha un'energia potenziale gravitazionale zero.
* Valore negativo: L'energia potenziale gravitazionale è generalmente negativa perché rappresenta il * lavoro svolto dalla gravità * per portare un oggetto dall'infinito a un certo punto del campo.
* Conservazione dell'energia: L'energia meccanica totale (energia potenziale + energia cinetica) di un oggetto in un campo gravitazionale rimane costante. Ciò significa che un oggetto diminuisce, la sua energia potenziale gravitazionale diminuisce e la sua energia cinetica aumenta della stessa quantità.
Esempi:
* Acqua in una diga: L'acqua nella parte superiore di una diga ha un'elevata energia potenziale gravitazionale perché è ricca nel campo gravitazionale terrestre. Quando rilasciata, l'acqua cade, convertendo la sua energia potenziale in energia cinetica, che viene utilizzata per girare le turbine.
* Rollercoaster: Un'auto per montagne russe in cima a una collina ha un'elevata energia potenziale gravitazionale. Mentre scende giù per la collina, perde energia potenziale e guadagna energia cinetica, rendendola più veloce.
Formula:
La formula per l'energia potenziale gravitazionale è:
* u =-gmm/r
Dove:
* u è energia potenziale gravitazionale
* G è la costante gravitazionale (6,674 × 10^-11 n m²/kg²)
* m è la massa dell'oggetto più grande (come la terra)
* m è la massa dell'oggetto più piccolo
* r è la distanza tra i centri dei due oggetti
