▷ 重力ポテンシャルとは何ですか? （式）

この記事では、物理学における重力ポテンシャルとは何かについて説明します。同様に、重力ポテンシャルがどのように計算されるか、重力ポテンシャルの解決された演習、および等ポテンシャル面が何で構成されているかを発見します。

重力ポテンシャルとは何ですか?

物理学では、重力ポテンシャル(または重力ポテンシャル) は、重力場の定量化に使用される量です。

より正確には、ある点における重力ポテンシャルの値は、物体を無限遠から重力場のその点まで一定の速度で輸送するために力が行わなければならない仕事を示します。

質量に関係なく、すべての物体は重力場を生成することに留意してください。したがって、すべての物体も重力ポテンシャルを生成します。ただし、残りは事実上ゼロであるため、惑星などの十分に大きな質量の重力場のみが考慮されます。

重力ポテンシャルの公式

ある点で点質量によって生成される重力ポテンシャルは、質量点と重力ポテンシャルが計算される点との間の距離で割った質量の万有引力定数のマイナスに等しい。

つまり、重力ポテンシャルの公式は次のようになります。

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

金：

$V$

は重力ポテンシャルで、単位は J/kg です。
$G$

は万有引力定数であり、その値は次のとおりです。

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

。
$M$

重力場を作成する体の質量で、キログラムで表されます。
$r$

は、重力場を作成する物体と対象点の間の距離であり、メートルで表されます。

さらに、重力ポテンシャルは重ね合わせの原理を満たします。つまり、重力場を作成する複数の質量がある場合、ある点における重力ポテンシャルは、その点におけるすべての質量の重力ポテンシャルの合計になります。

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

重力ポテンシャルの計算例

重力ポテンシャルの定義とその式が何であるかを理解したら、このセクションではこの物理量の計算の解決例を見ることができます。

6.5・10 ⁷ mの距離にある点で8・10 ²⁰ kgの点質量によって生成される重力ポテンシャルはいくらですか?

重力ポテンシャルを決定するには、上で見た式を使用する必要があります。

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

ここで、データを式に代入して重力ポテンシャルを計算するだけです。

$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：