Welcome, Guest. Please login or register.

Autor Subiect: Energia potentiala gravitationala  (Citit de 14293 ori)

0 Membri şi 1 Vizitator vizualizează acest subiect.

Mishulanu

  • Vizitator
Energia potentiala gravitationala
« : Aprilie 12, 2011, 05:26:42 p.m. »
Am si eu cateva nedumeriri cu privire la energia potentiala gravitationala la scara cosmica. Care sistem are o energie potentiala mai mare, o zona de spatiu in care materia este distribuita uniform, ca un gaz, sau aceeasi cantitate de materie condensata in structuri mai dense, ca o stea de exemplu?

Offline Electron

  • Veteran
  • *****
  • Mesaje postate: 7974
  • Popularitate: +227/-204
Răspuns: Energia potentiala gravitationala
« Răspuns #1 : Aprilie 12, 2011, 05:52:38 p.m. »
Gazul in ansamblu are energie potentiala gravitationala mai mare decat steaua formata din colapsarea sa.

De remarcat ca nu "zona din spatiu" e caracterizata de acea energie, ci sistemul format din elementele de materie considerate. Pentru un corp izolat (adica singur) sau pentru o zona de spatiu fara materie, nu se poate defini "energie potentiala".


e-
Don't believe everything you think.

Offline mercur

  • Junior
  • **
  • Mesaje postate: 196
  • Popularitate: +10/-3
Răspuns: Energia potentiala gravitationala
« Răspuns #2 : Aprilie 12, 2011, 05:59:10 p.m. »
Dacă avem aceaşi cantitate de materie şi energia potenţială gravitaţională va fi identică în ambele sisteme.

Offline Electron

  • Veteran
  • *****
  • Mesaje postate: 7974
  • Popularitate: +227/-204
Răspuns: Energia potentiala gravitationala
« Răspuns #3 : Aprilie 12, 2011, 06:18:05 p.m. »
Dacă avem aceaşi cantitate de materie şi energia potenţială gravitaţională va fi identică în ambele sisteme.
Ai si o demonstratie pentru afirmatia asta ?

e-
Don't believe everything you think.

Offline mercur

  • Junior
  • **
  • Mesaje postate: 196
  • Popularitate: +10/-3
Răspuns: Energia potentiala gravitationala
« Răspuns #4 : Aprilie 12, 2011, 06:58:14 p.m. »
Ai si o demonstratie pentru afirmatia asta ?
Energia potenţială gravitaţională, E=mgh depinde de masa obiectului, în cazul de faţă masa materiei din zona respectivă de spaţiu. Cel puţin, din formulă nu reiese că ar depinde şi de distribuţia materiei într-o anumită zonă.

Offline Electron

  • Veteran
  • *****
  • Mesaje postate: 7974
  • Popularitate: +227/-204
Răspuns: Energia potentiala gravitationala
« Răspuns #5 : Aprilie 12, 2011, 07:04:04 p.m. »
Energia potenţială gravitaţională, E=mgh depinde de masa obiectului, în cazul de faţă masa materiei din zona respectivă de spaţiu. Cel puţin, din formulă nu reiese că ar depinde şi de distribuţia materiei într-o anumită zonă.
Ce anume inseamna "h" in formula citata, dupa tine?

e-
Don't believe everything you think.

Offline mercur

  • Junior
  • **
  • Mesaje postate: 196
  • Popularitate: +10/-3
Răspuns: Energia potentiala gravitationala
« Răspuns #6 : Aprilie 12, 2011, 07:28:53 p.m. »
În respectiva formulă h este distanţa faţă de masa respectivă pentru care exprimăm energia potenţială. În cazul precizat de Mishulanu, consider că pentru aceaşi distanţă, h şi faţă de zona spaţială în care materia este distribuită uniform cât şi faţă de cazul stelei, având în ambele situaţii aceaşi masă de materie, energia potenţială are aceaşi valoare în ambele cazuri.

Mishulanu

  • Vizitator
Răspuns: Energia potentiala gravitationala
« Răspuns #7 : Aprilie 12, 2011, 08:27:37 p.m. »
Gazul in ansamblu are energie potentiala gravitationala mai mare decat steaua formata din colapsarea sa.
Asa ma gandeam si eu. Dupa Big Bang, materia era distribuita relativ uniform si omogen, adica avea energie potentiala maxima. Daca pornim de la observatia ca in cazul altor forte, particulele tind catre o stare cu energie potentiala minima (cuarcii liberi vor forma hadroni, electronii se vor lega de protoni, particulele masive se descompun in particule mai usoare), atunci si in cazul gravitatiei particulele vor cauta sa ajunga la energia potentiala minima. Din punct de vedere gravitational energia potentiala minima o are materia colapsata intr-o gaura neagra. Daca toata materia ar fi absorbita in gauri negre, atunci energia potentiala gravitationala a Universului ar fi minima daca toate gaurile negre s-ar uni intr-o singura gaura neagra de marimea intregului Univers. Ar putea fi acesta un scenariu pentru evolutia Universului?

Offline AlexandruLazar

  • Senior
  • ****
  • Mesaje postate: 1754
  • Popularitate: +95/-17
Răspuns: Energia potentiala gravitationala
« Răspuns #8 : Aprilie 12, 2011, 09:11:21 p.m. »
În respectiva formulă h este distanţa faţă de masa respectivă pentru care exprimăm energia potenţială. În cazul precizat de Mishulanu, consider că pentru aceaşi distanţă, h şi faţă de zona spaţială în care materia este distribuită uniform cât şi faţă de cazul stelei, având în ambele situaţii aceaşi masă de materie, energia potenţială are aceaşi valoare în ambele cazuri.

Distanța cui față de cine :)?

Offline mercur

  • Junior
  • **
  • Mesaje postate: 196
  • Popularitate: +10/-3
Răspuns: Energia potentiala gravitationala
« Răspuns #9 : Aprilie 12, 2011, 09:46:44 p.m. »
Distanța cui față de cine :)?
Pentru a evalua energia potenţială gravitaţională este necesar să avem două obiecte situate la distanţa h. În cazul nostru, având un obiect de masă m, pentru a-i putea măsura energia potenţială gravitaţională la o distanţă h faţă de centrul de masă al acestuia, este necesar să folosim un alt obiect, aflat în interacţiune gravitaţională cu primul şi faţă de care să definim valoarea energiei potenţiale la distanţa h.

Offline Electron

  • Veteran
  • *****
  • Mesaje postate: 7974
  • Popularitate: +227/-204
Răspuns: Energia potentiala gravitationala
« Răspuns #10 : Aprilie 12, 2011, 09:58:58 p.m. »
În respectiva formulă h este distanţa faţă de masa respectivă pentru care exprimăm energia potenţială.
Nu este adevarat, in general. Ar trebui sa-ti dai seama prin fapul ca formula contine acceleratia gravitationala a Pamantului, respectiv "g", ca atare formula se foloseste pentru a determina energia potentiala gravitationala a unui obiect* de masa "m" la o inaltime "h" fata de un nivel de referinta arbitrar ales, intr-o zona in care putem considera acceleratia gravitationala "g" constanta.

Nota* - de fapt calculam energia potentiala (relativa la un reper arbitrar ales) a sistemului corp - Pamant, dar cum de obicei ne intereseaza ce face corpul si nu Pamantul, o atribuim (prin abuz de limbaj) corpului de masa "m".

Pentru orice alt corp central (in loc de Pamant) va trebui sa inlocuim pe "g" cu acceleratia gravitationala specifica respectivului corp central - sa zicem ac - (si caracteristica de asemenea distantei medii la care vrem sa aplicam formula, deoarece ac depinde de distanta fata de centrul de masa a corpului central) ca sa folosim o formula de tip Ep = m*ac*d.

Citat
În cazul precizat de Mishulanu, consider că pentru aceaşi distanţă, h şi faţă de zona spaţială în care materia este distribuită uniform cât şi faţă de cazul stelei, având în ambele situaţii aceaşi masă de materie, energia potenţială are aceaşi valoare în ambele cazuri.
Doar ca Mishulanu nu a intrebat care ar fi energia potentiala a unui corp de proba fata de gaz, respectiv fata de stea (formulare prin abuz de limbaj in locul "a sistemului format din corpul central considerat si corpul de proba"), la aceeasi distanta de centrul de masa al acestora.

Mishulanu a pus intrebarea despre sistemele formate din particulele de gaz, pe de o parte, si paticulele dintr-o stea (eventual aceleasi particule dupa colaps) pe de alta parte.

e-
Don't believe everything you think.

Offline Electron

  • Veteran
  • *****
  • Mesaje postate: 7974
  • Popularitate: +227/-204
Răspuns: Energia potentiala gravitationala
« Răspuns #11 : Aprilie 12, 2011, 10:14:17 p.m. »
Dupa Big Bang, materia era distribuita relativ uniform si omogen, adica avea energie potentiala maxima.
Nu sunt specialist, dar ma indoiesc sa fi fost energia gravitationala potentiala maxima "dupa big-bang", dat fiind ca de atunci Universul este in expansiune (si inca accelerata) si ca prin departarea relativa a maselor din univers unele fata de altele, energia potentiala graviatationala la nivel universal, creste. Ca in acelasi timp, anumite parti ale Universului contin materie tot mai concentrata (vezi norii de gaz, stelele, etc) si ca asta reduce Energia potentiala gravitationala a acestor sub-sisteme, e cert, dar nu as sti sa evaluez daca per total energia potentiala gravitationala a sistemului care contine tot Universul creste sau scade. (Stie cineva raspunsul la aceasta intrebare?)

Sa nu uitam ca pentru a evalua energiea potentiala a unui sistem legat (fie el gravitational sau de alt fel), trebuie sa calculam lucrul mecanic necesar pentru a despartii toate elementele sale componente la infinit (caz in care consideram ca energia potentiala a "sitemului" este nula). Cum facem aceasta evaluare considerand toate masele din Univers ? (Apropo, a nu se uita ca energia potentiala a unui sistem legat este de fapt negativa).

Citat
Daca pornim de la observatia ca in cazul altor forte, particulele tind catre o stare cu energie potentiala minima (cuarcii liberi vor forma hadroni, electronii se vor lega de protoni, particulele masive se descompun in particule mai usoare), atunci si in cazul gravitatiei particulele vor cauta sa ajunga la energia potentiala minima.
Nu prea vad conexiunea logica intre ipoteza de dupa "daca" si concluzia de dupa "atunci". Faptul ca toate sistemele tind spre energie potentiala minima (fie ea gravitationala sau de alt fel) este o caracteristica a Universului a carui "cauza" nu se explica logic nicicum.

Citat
Din punct de vedere gravitational energia potentiala minima o are materia colapsata intr-o gaura neagra. Daca toata materia ar fi absorbita in gauri negre, atunci energia potentiala gravitationala a Universului ar fi minima daca toate gaurile negre s-ar uni intr-o singura gaura neagra de marimea intregului Univers. Ar putea fi acesta un scenariu pentru evolutia Universului?
Aceasta soarta potentiala a Universului este cunoscuta sub numele de Big-Crunch si de cand s-a observat ca Unviersul este in expansiune accelerata chiar si acum, s-a cam renuntat la aceasta teorie.

e-
Don't believe everything you think.

Offline Electron

  • Veteran
  • *****
  • Mesaje postate: 7974
  • Popularitate: +227/-204
Răspuns: Energia potentiala gravitationala
« Răspuns #12 : Aprilie 12, 2011, 10:21:05 p.m. »
Pentru a evalua energia potenţială gravitaţională este necesar să avem două obiecte situate la distanţa h.
Bun, hai sa vedem cum propui tu sa calculam energia potentiala gravitationala in acest caz. Poti sa dai niste formule concrete?

Citat
În cazul nostru, având un obiect de masă m, pentru a-i putea măsura energia potenţială gravitaţională la o distanţă h faţă de centrul de masă al acestuia, este necesar să folosim un alt obiect, aflat în interacţiune gravitaţională cu primul şi faţă de care să definim valoarea energiei potenţiale la distanţa h.
Acesta nu este cazul intrebarii lui Mishulanu (si nici a raspunsului meu) si nu corespunde definitiei energiei potentiale gravitationale. Ce propui tu este evaluarea potentialului campului gravitational al unui corp central, care este cu totul altceva.


e-
Don't believe everything you think.

Offline mercur

  • Junior
  • **
  • Mesaje postate: 196
  • Popularitate: +10/-3
Răspuns: Energia potentiala gravitationala
« Răspuns #13 : Aprilie 12, 2011, 10:26:05 p.m. »
După cum s-a exprimat Mishulanu în mesajele ulterioare se pare că s-a referit la interpretarea dată de tine; şi pentru că rămăsesem dator cu încă un răspuns la o întrebare a ta:
Pentru a evalua energia potenţială gravitaţională este necesar să avem două obiecte situate la distanţa h.
Bun, hai sa vedem cum propui tu sa calculam energia potentiala gravitationala in acest caz. Poti sa dai niste formule concrete?
Aici e simplu: având două obiecte situate la distanţa h, considerând unul dintre ele ca obiect de probă, energia potenţială a obiectului de probă, situat în câmpul gravitaţional al celuilalt este tocmai E=m*a*h, unde m este masa obiectului de probă, h este distanţa dintre ele, iar a este acceleraţia gravitaţională imprimată de celălalt corp asupra celui de probă.
« Ultima Modificare: Aprilie 12, 2011, 11:09:10 p.m. de mercur »

Offline Electron

  • Veteran
  • *****
  • Mesaje postate: 7974
  • Popularitate: +227/-204
Răspuns: Energia potentiala gravitationala
« Răspuns #14 : Aprilie 12, 2011, 11:03:05 p.m. »
Nici in intrebarea lui Mishulanu de la inceput, nici in raspunsul meu, nu a fost implicat vreun corp de proba, s-a vorbit doar de sisteme de particule in diferite configuratii.

Daca va binevoi, Mishulanu va confirma care interpretare (a ta sau a mea) a intrebarii sale a fost cea intentionata de el.


e-
Don't believe everything you think.