¿Cómo puede moverse un objeto con potencial cero y energía cinética?

Question

No estoy seguro de cómo hacer esta pregunta pero estoy aprendiendo acerca de la energía potencial en mi colegio la clase de física. A partir de la definición de energía potencial (energía almacenada en un objeto con el potencial de convertir en otro tipo de energía), no entiendo cómo un objeto (digamos una pelota en el suelo, que tiene cero de la energía cinética y potencial cero de energía, puede caer de un acantilado y el aumento de energía cinética cuando no tenía la energía potencial. ¿Cómo puede ahora estar ganando energía? Además, otra cuestión que se ha discutido ya en SÍ (pero no encontré mi respuesta allí), es ¿por qué hablamos de la energía potencial de un sistema (balón+Tierra), pero la energía cinética de un objeto (pelota)?

Gracias.

Answer 1

Donde se define la energía potencial de ser $0$ en la mecánica clásica es arbitraria. Todo lo que importa es el cambio en la energía potencial. Puesto que usted está aprendiendo estas cosas voy a suponer que usted está en un álgebra basada en clase de física, así que voy a evitar el uso de cálculo aquí.

Las energías potenciales son agradables porque nos dicen cuánto trabajo es realizado por una fuerza conservadora. Más específicamente, el trabajo realizado por una fuerza conservadora está dada por $$W_{cons}=-\Delta U$$ donde $U$ es la energía potencial asociada con la fuerza conservadora. Esto es útil porque también sabemos que el trabajo neto realizado sobre un objeto determina su cambio en la energía cinética $$W_{net}=\Delta K$$

Así, si tenemos en cuenta su caso en el que solo tenemos una fuerza conservadora que actúa sobre el objeto, podemos concluir que $$\Delta K=-\Delta U$$

Y así vemos aquí que la única cosa que determina cómo el movimiento de nuestro objeto de cambios es sólo el cambio en la energía potencial. Si definimos el punto cero para estar en la cima del acantilado, a continuación, como el objeto cae, su energía cinética va a crecer y su energía potencial disminuye y negativo cuando se golpea la parte inferior del acantilado. Si definimos el punto cero en el fondo del acantilado, a continuación, como el objeto cae, su energía cinética va a crecer y su energía potencial disminuirá a $0$ cuando se golpea la parte inferior del acantilado. En cualquier caso, sucede lo mismo, porque tenemos el mismo cambio en la energía potencial.

También otra cuestión que se ha discutido ya en SÍ (pero no encontré mi respuesta no) es ¿por qué hablamos de la energía potencial de un sistema (balón+Tierra), pero la energía cinética de un objeto (pelota)?

Generalmente en introducción a la física de las clases acabamos de considerar que la pelota esté en un campo gravitacional uniforme, y ni siquiera podemos considerar a la Tierra. Sin embargo, si desea incluir la Tierra en su sistema, entonces cuando la pelota cae a la Tierra realmente se mueva ligeramente hacia arriba para cumplir con la pelota. Todavía será el caso a pesar de que el trabajo realizado por la gravedad sobre cada objeto está relacionado con el cambio en la energía potencial de cada objeto, lo que resulta en un cambio de energía cinética.

Answer 2

La energía de un objeto consiste en su interior de la energía (cinética y la energía potencial poseía internamente a un objeto en la atómica o molecular) y externas de la energía potencial y cinética. Su energía potencial y cinética es siempre con respecto a algún marco externo de referencia.

La bola en la superficie de la tierra puede tener cero de energía potencial con respecto a la superficie de la tierra, pero tiene la energía potencial gravitatoria con respecto al centro de la tierra. No se mueven porque la fuerza de la gravedad hacia abajo sobre la pelota es igual y opuesta a la fuerza ejercida hacia arriba por el suelo. Pero imagino que si había una zanja que iba de un lado de la tierra hasta el otro. Si la bola se coloca sobre el agujero y se deja caer, sería acelerar hacia el centro de la tierra perder la energía potencial y la obtención de la energía cinética, siendo este último un máximo en el centro donde su energía potencial es cero. Entonces se podría desacelerar la cual pasa por el centro como se gana energía potencial y pierde energía cinética, en última instancia, de llegar al otro lado (ignorando la resistencia del aire).

Incluso la energía cinética de un objeto es relativa al marco de referencia donde la velocidad se mide. Si usted está en un coche en movimiento a velocidad $v$ con respecto a la carretera, tiene cero energía cinética en su marco de referencia. No es "mover" en su marco de referencia, pero se mueve en el marco de referencia de una persona de pie en el camino. A esa persona el coche tiene energía cinética. La persona que está de pie en el camino se "mueve" con respecto a su marco de referencia en el coche, de modo que la persona tiene energía cinética con respecto a usted en el coche. La persona que está de pie en el camino tiene energía cinética con respecto a un marco de referencia distinto de la tierra (ya que la tierra está girando). Y así sucesivamente...

Línea de fondo, todo puede ser considerada como energía cinética (movimiento) con respecto a algún marco de referencia y tienen energía potencial (debido a su posición) con respecto a algún marco de referencia.

Espero que esta ayuda.

Answer 3

No estoy seguro de cómo hacer esta pregunta pero estoy aprendiendo acerca de potencial de la energía (física de la escuela secundaria) y de la definición de un la energía potencial (energía almacenada en un objeto con el potencial de convertir en otro tipo de energía)

esta definición de la energía potencial, suena más como la energía en sí misma. Más abajo

no entiendo cómo por ejemplo. cuando tenemos un objeto (digamos un pelota) en el suelo, tiene cero energía cinética y también cero la energía potencial y ahora vamos a decir que la bola comience a caer de un acantilado por lo que se gana energía cinética, pero cuando no tenía potencial la energía, ¿cómo puede ser que ahora obtención de energía?

de hecho, en el planeta+sistema de objetos, el verdadero 0 potencial, sería mejor poner en el centro de gravedad de la tierra si el marco de referencia está conectada a la tierra, si el marco de referencia se adjunta al objeto, entonces debe estar en el centro de gravedad del objeto, y si el marco de referencia es ninguno, el 0 potencial debe estar en el centro de gravedad del objeto+sistema de la tierra.

También otra cuestión que se ha discutido ya en SÍ (pero yo no encontrar mi respuesta no) es ¿por qué hablamos de la energía potencial de un sistema (balón+Tierra), pero la energía cinética de un objeto (pelota)?

Debido a que es necesario definir qué tipo de energía potencial que estamos hablando, en este caso es de gravedad (puede ser eléctrica, por ejemplo)

Ahora vemos que la energía potencial es relativo a un tipo de fuerza (gravedad), marco de referencia, y el último clavo en el ataúd de su definición de la energía potencial, es que no es "almacenada en el objeto" . Energía potencial depende de la especial posición del objeto en el campo de fuerza.

Espero que todos estos elementos le ayudará a entender el potencial de la energía. Mientras tanto, su maestro, probablemente, le dio una versión simplificada de este que es suficiente para resolver los problemas que se supone que para resolver por ahora. La idea principal probablemente el maestro quiere transmitir es que la energía se conserva, y que, como tensión, estamos más interesados en las diferencias en el potencial de absoluta potenciales.

Answer 4

Un objeto en movimiento, debido a su inercia, tiene una energía (que podría hacer daño en caso de que el impacto de algo :) es lo que llamamos la energía "Cinética"
Un sistema (como la tierra y la pelota) puede potencialmente (si se permite) causa uno o ambos objetos a mover debido a la gravedad (en este caso).

Si la fuerza de la gravedad es perpendicular a la superficie donde la pelota se reúne la tierra, que dura superficie evita que la pelota pasa en cualquier lugar, así que estamos diciendo que la pelota puede potencialmente ganar velocidad así que "no tiene potencial de la energía".

Aquí es donde empieza la confusión, porque en el hecho de que la pelota tenía el potencial de la energía (si sólo se le permite moverse). El único lugar donde la pelota podría realmente tener cero potencial de la energía sería en el punto más bajo en la superficie de la earh (o de la superficie del suelo del océano dependiendo de la densidad de la bola) Si nos tenemos que mover la pelota para el lado de la puesta a disposición de un acantilado donde la pelota podría potencialmente rodar hacia abajo, nos damos cuenta de que la pelota (o el sistema) tenía el potencial de la energía, nos acaba de decir que no, por razones prácticas.

Answer 5

Cuando Un objeto está en un acantilado en reposo, a continuación, relativa a tierra ,tienen 0 energía cinética.podemos tomar de la superficie del acantilado en 0 potencial. Cuando está en la superficie del acantilado,Dos fuerzas que están trabajando en ello, la fuerza gravitacional de La tierra y la fuerza normal de surface.Net la fuerza es cero, por Lo que está en equilibrio.Como la fuerza neta es cero,de modo que el cambio en la energía cinética o de su energía potencial es cero ($F=-dU/dx$).

Cuando es caer desde un precipicio ,nos quitaron a la fuerza normal ,de modo que la fuerza neta que actúa es la fuerza gravitacional. Esto va a cambiar su potencial (cinética)en energía. Hemos asumido el acantilado en 0, la energía potencial ,por lo que la fuerza disminuirá el potencial de la energía en negativo como wolframe johny dijo.

La "energía" es sólo un resumen de la contabilidad de la herramienta que utilizamos para describir los resultados de esas interacciones en términos del trabajo que se realiza.

Hablamos de la energía potencial del sistema ,porque necesitamos de la fuerza que va a provocar el cambio en la energía potencial,pero la energía cinética es sólo por el movimiento relativo del objeto