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重力エネルギー

CoddyのPhysicsジャーニー「力学」セクションの一部。レッスン 88/94。

地面から遠く離れると、mghはもう成り立ちません。中心から距離rにある質量は、次のようになります:

U = -GMm/r

ゼロ点は非常に遠くにあるため、それ以外の場所ではUは負になります。

U は r が大きくなるにつれてゼロに近づき、U · r はどの距離でも同じです。外側へ移動するには、仕事 ΔU = U2 - U1 が必要です。

表面半径 R から外側への距離 r に対する重力位置エネルギー U のグラフ。U は −GMm/R から始まり、ゼロには達せずにゼロへ近づく

U は負で、r が大きくなるにつれてゼロに近づきます。

challenge icon

チャレンジ

惑星の中心から惑星半径の2倍の距離にある探査機の位置エネルギーは、-30 GJ(-3×10¹⁰ J)です。中心から惑星半径の3倍の距離にあるときの位置エネルギー U を求めてください。

自分で試してみよう

quiz icon腕試し

このレッスンには短いクイズがあります。レッスンを始めて解答し、進捗を記録しましょう。

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