Таталцлын потенциал энерги ба уян харимхай потенциал энерги
Таталцлын потенциал энерги ба уян харимхай потенциал энерги нь механикт хэлэлцдэг хоёр чухал хэмжигдэхүүн юм. Энэ нийтлэл нь тэдгээрийн тодорхойлолт, ижил төстэй болон ялгаатай талуудыг харьцуулж, харьцуулахыг хичээх болно.
Таталцлын потенциал энерги гэж юу вэ?
Таталцлын потенциал энергийг ойлгохын тулд таталцлын талбайн суурь мэдлэг шаардлагатай. Таталцал гэдэг нь аливаа массаас үүсэх хүч юм. Масс нь хүндийн хүчний зайлшгүй бөгөөд хангалттай нөхцөл юм. Аливаа массын эргэн тойронд таталцлын орон тодорхойлогддог. Бие биенээсээ r зайд байрлуулсан m1 ба m2 массыг ав. Энэ хоёр массын хоорондох таталцлын хүч нь G.m1.m2/r2 бөгөөд G нь бүх нийтийн таталцлын тогтмол юм. Сөрөг масс байхгүй тул таталцлын хүч үргэлж татагддаг. Итгэх таталцлын хүч байхгүй. Таталцлын хүч нь харилцан хамааралтай гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Энэ нь m1-ийн m2-т үйлчлэх хүч нь тэнцүү бөгөөд m2-ийн m1-д үйлчлэх хүчний эсрэг байна гэсэн үг юм. Нэг цэгийн таталцлын потенциал нь нэгж массыг хязгааргүйгээс өгөгдсөн цэг рүү авчрах үед гүйцэтгэсэн ажлын хэмжээгээр тодорхойлогддог. Хязгааргүйд таталцлын потенциал тэг, хийх ёстой ажлын хэмжээ сөрөг байдаг тул таталцлын потенциал үргэлж сөрөг байдаг. Биеийн таталцлын потенциал энерги нь тухайн объектыг хязгааргүйгээс дээрх цэг хүртэл аваачих үед биет дээр хийгдсэн ажил гэж тодорхойлогддог. Энэ нь мөн таталцлын потенциал ба объектын массын үржвэртэй тэнцүү байна. Биеийн масс үргэлж эерэг, аль ч цэгийн таталцлын потенциал сөрөг байдаг тул аливаа объектын таталцлын потенциал энерги мөн сөрөг байдаг.
Эластик потенциал энерги гэж юу вэ?
Уян хатан чанар нь материйн маш ашигтай шинж чанар юм. Энэ нь гадны хүчийг зайлуулсны дараа материалын анхны хэлбэрээ буцааж авах чадвар юм. Уян бариулыг сунгасан байлгахад шаардагдах хүч нь савааны сунгасан урттай пропорциональ байгаа нь ажиглагдаж байна. Пропорциональ тогтмолыг пүршний тогтмол гэж нэрлэдэг ба k ашиглан тэмдэглэнэ. Эндээс F=-kx тэгшитгэл гарч ирнэ. Хасах тэмдэг нь х-ийн хүч рүү урвуу чиглэлийг илэрхийлнэ. Уян потенциал энерги нь уян харимхай объектыг өгөгдсөн x уртаар сунгахад шаардагдах ажлын хэмжээ юм. F(x)=kx хүч хэрэглэсэн тул гүйцэтгэсэн ажил нь F(x)-ийг тэгээс x хүртэл, dx-тэй харьцуулбал kx2-тэй тэнцүү байна. /2. Тиймээс потенциал энерги нь kx2/2 байна. Савааны үзүүрт бэхлэгдсэн аливаа объектын боломжит энерги нь тухайн объектын массаас хамаарахгүй, зөвхөн пүршний тогтмол хэмжээ, сунгасан уртаас хамаардаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Таталцлын болон уян харимхай потенциал энерги хоёрын ялгаа юу вэ?
• Таталцлын потенциал энерги үргэлж сөрөг байдаг бол уян харимхай потенциал энерги үргэлж эерэг байдаг.
• Таталцлын потенциал энерги нь тухайн объектын массаас хамаардаг боловч уян харимхай потенциал энерги нь массаас хамаардаггүй.
