引力势

本文解释了物理学中的引力势。同样,您将了解如何计算引力势、引力势的求解练习以及等势面的组成。

什么是引力势?

在物理学中,引力势(或引力势)是用来量化引力场的量。

更准确地说,一点的引力势值表示力将物体以恒定速度从无穷远传输到引力场中的该点所必须做的功。

请记住,所有物体,无论质量如何,都会产生引力场。因此,所有物体也会产生引力势。然而,仅考虑质量足够大的引力场,例如行星,因为其余的几乎为零。

引力势公式

点质量在某一点产生的引力势等于减去万有引力常数乘以该质量除以该点质量与计算引力势的点之间的距离。

换句话说,引力势的公式如下:

V=-\cfrac{G\cdot M}{r}

金子:

  • V

    为重力势,单位为J/kg。

  • G

    是万有引力常数,其值为

    6,674\cdot 10^{-11} \ N\cdot m^2/kg^2

  • M

    是产生引力场的物体质量,以千克表示。

  • r

    是产生引力场的物体与兴趣点之间的距离,以米为单位。

另外,引力势满足叠加原理,即如果有多个质量产生引力场,则某一点的引力势就是该点所有质量的引力势之和。

\displaystyle V_T=\sum _{i=1}^n V_i=V_1+V_2+V_3+\dots+ V_n

计算重力势的示例

一旦我们了解了引力势的定义及其公式是什么,在本节中您可以看到计算该物理量的已解决示例。

  • 质量为 8·10 20 kg 的点在距离 6.5·10 7 m 处产生的引力势是多少?

为了确定引力势,我们需要使用上面看到的公式:

V=-\cfrac{G\cdot M}{r}

现在我们简单地将数据代入公式并计算引力势:

V=-\cfrac{6,674\cdot 10^{-11} \cdot 8\cdot 10^{20}}{6,5\cdot 10^7}=-821,42 \ J/kg [/ latex]

<h2 class="wp-block-heading"><span class="ez-toc-section" id="Superficie-equipotencial"></span> surface équipotentielle<span class="ez-toc-section-end"></span></h2>
<p> Une <strong>surface équipotentielle</strong> est constituée de tous les points de l’espace qui ont le même potentiel gravitationnel. Dans l’image suivante, vous pouvez voir plusieurs surfaces équipotentielles représentées. Chaque cercle correspond à un potentiel gravitationnel différent et constitue donc une surface équipotentielle. </p>
<figure class="wp-block-image aligncenter size-full is-resized"><img decoding="async" loading="lazy" src="https://physigeek.com/wp-content/uploads/2023/09/potentiel-gravitationnel-de-surface-equipotentiel.png" alt="surface équipotentielle" class="wp-image-3985" width="290" height="318" srcset="https://physigeek.com/wp-content/uploads/2023/09/potentiel-gravitationnel-de-surface-equipotentiel-273x300.png 273w, https://physigeek.com/wp-content/uploads/2023/09/potentiel-gravitationnel-de-surface-equipotentiel.png 543w" sizes="(max-width: 273px) 100vw, 273px"></figure>
<p> Notez que plus le point du champ gravitationnel est éloigné du centre du corps qui crée le champ, plus le potentiel gravitationnel est grand. De plus, chaque point ne peut appartenir qu’à une seule surface équipotentielle, puisque le potentiel gravitationnel en un point a une seule valeur. </p>
<h2 class="wp-block-heading"><span class="ez-toc-section" id="Potencial-gravitatorio-y-energia-potencial-gravitatoria"></span> Potentiel gravitationnel et énergie potentielle gravitationnelle<span class="ez-toc-section-end"></span></h2>
<p> <strong>L’énergie potentielle gravitationnelle</strong> est l’énergie potentielle qu’un corps acquiert lorsqu’il est placé en un point dans un champ gravitationnel. Ainsi, l’énergie potentielle gravitationnelle peut être calculée à partir du potentiel gravitationnel, puisqu’ils sont liés par la formule suivante : [latex]V=\cfrac{E_p}{m}” title=”Rendered by QuickLaTeX.com” height=”589″ width=”2122″ style=”vertical-align: -12px;”></p>
</p>
<p style=金子:

  • V

    为某一点的引力势,单位为J/kg。

  • E_p

    是某一点的重力势能,以焦耳表示。

  • m

    是置于引力场中并受到引力作用的物体的质量,以千克为单位。

因此,一点的引力势也可以定义为物体通过将自身置于引力场中的该点而获得的每单位物质的势能。

参见:重力势能公式

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