Symulacja interaktywna
Jak zmienia się energia potencjalna ciała w polu grawitacyjnym podczas przemieszczania ciała?
Niniejsza interaktywna symulacja pozwoli Ci zrozumieć, jaka jest zależność energii potencjalnej ciała w polu grawitacyjnym od odległości od masy centralnej. Możesz przesuwać ciałem, odsuwać je na różne odległości od źródła pola centralnego, zmieniać masy i obserwować na wykresie, jak zmienia się energia potencjalna tego ciała. Symulację najlepiej uruchomić w trybie pełnoekranowym klikając na ikonę dwóch strzałek w prawym dolnym rogu symulacji.
Symulacja pozwala na zbadanie energii potencjalnej ciała w polu grawitacyjnym. Należy przede wszystkim pamiętać o tym, że energia potencjalna takiego ciała jest ujemna. Jej wartość bezwzględna jest proporcjonalna do iloczynu mas oddziałujących ze sobą ciał - ciała, które rozważamy, oraz tak zwanej masy centralnej, czyli ciała, z którym rozważane ciało oddziałuje grawitacyjnie. Wartość bezwzględna energii jest natomiast odwrotnie proporcjonalna do odległości między ciałem a masą centralną. Dlatego energia potencjalna w tym przypadku maleje wraz z rosnącymi masami (rośnie jej wartość bezwzględna), a rośnie wraz z odległością między ciałami (maleje wartość bezwzględna). Wykres energii potencjalnej w funkcji odległości między ciałami jest funkcją wklęsłą, zmieniającą się tym wolniej, im większa jest odległość.
Czy potrafisz naszkicować zależność energii potencjalnej ciała (oznaczonego kolorem czerwonym) od położenia na osi poziomej w sytuacji, gdy w odległości 100 metrów od masy centralnej (oznaczonej kolorem niebieskim) umieścimy na tej osi drugą taką samą masę ?
Ćwiczenie alternatywne. Zaznacz odpowiedź poprawną. Energia potencjalna ciała w polu grawitacyjnym jest proporcjonalna do:
- odległości pomiędzy środkiem masy ciała i środkiem masy planety
- kwadratu odległości pomiędzy środkiem masy ciała i środkiem masy planety
- odwrotności odległości pomiędzy środkiem masy ciała i środkiem masy planety
- odwrotności kwadratu odległości pomiędzy środkiem masy ciała i środkiem masy planety
Czy jeśli umieścimy ciało w równej odległości od obu mas centralnych, to ciało to będzie znajdować się w równowadze (nie spadnie z czasem na jedną z mas centralnych)?