พลังงานศักย์โน้มถ่วง
ทีมงานทรูปลูกปัญญา
|
06 ส.ค. 64
 | 331.2K views



พลังงานศักย์ หมายถึง พลังงานที่สะสมอยู่ในวัตถุที่หยุดนิ่ง แบ่งเป็น 2 ชนิด ได้แก่ พลังงานศักย์โน้มถ่วง เป็นพลังงานที่สะสมอยู่ในวัตถุซึ่งอยู่สูงจากพื้นโลกขึ้นไป และพลังงานศักย์ยืดหยุ่น เป็นพลังงานที่สะสมอยู่ในวัตถุที่ยืดหยุ่นได้ เช่น สปริง

ภาพ : shutterstock.com

 

พลังงานศักย์โน้มถ่วง (gravitational potential energy) คือ พลังงานที่สะสมไว้ในวัตถุขณะที่วัตถุอยู่ในที่สูงพร้อมที่จะหล่นหรือไหลสู่ที่ต่ำกว่า พลังงานศักย์โน้มถ่วงเกิดจากแรงดึงดูดของโลก (พลังงานศักย์โน้มถ่วงเป็นปริมาณสเกลาร์) พลังงานศักย์โน้มถ่วงจะมีค่ามากหรือน้อยขึ้นอยู่กับมวลของวัตถุหรือความสูงในแนวดิ่ง ถ้าวัตถุมีมวลมากและอยู่สูงจากระดับอ้างอิงมาก วัตถุนั้นจะมีพลังงานศักย์โน้มถ่วงมาก

ภาพ : shutterstock.com

 

ตัวอย่างของวัตถุที่มีพลังงานศักย์โน้มถ่วง เช่น

- ผลไม้ที่อยู่บนต้น
- น้ำที่อยู่หลังเขื่อน
- คนกำลังไต่เขา
- คนกำลังจะกระโดดน้ำ

 

เราสามารถคำนวณหาพลังงานศักย์โน้มถ่วงได้จากสูตร​

Ep = mgh

Ep  คือ พลังงานศักย์โน้มถ่วง มีหน่วย จูล (J)
m  คือ มวลของวัตถุ มีหน่วย กิโลกรัม (kg)
g  คือ ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก มีหน่วย เมตร/วินาที2 (m/s2
h  คือ ความสูงของวัตถุ มีหน่วย เมตร (m)

ตัวอย่าง 1

ทุเรียนลูกหนึ่งมีมวล 2 กิโลกรัม อยู่สูงจากพื้นดิน 8 เมตร ทุเรียนมีพลังงานศักย์โน้มถ่วงเท่าไร (กำหนดให้ g มีค่าเท่ากับ 9.8 m/s2)

วิธีทำ

จากโจทย์ m =  2 kg, h= 8 m แทนค่าตัวแปรในสูตร

Ep= mgh = 2 g ×9.8 m/s× 8 m

Ep= 156.8 J

ตอบ  ทุเรียนมีพลังงานศักย์โน้มถ่วง 156.8 จูล

 

ตัวอย่าง 2

ก้อนหินมีมวล 8 กิโลกรัม หล่นจากหน้าผาสูงจากพื้นดิน 10 เมตร พลังงานศักย์โน้มถ่วงของก้อนหินบนหน้าผามีค่าเท่าไร (กำหนดให้ g มีค่าเท่ากับ 10 m/s2)

วิธีทำ

จากโจทย์ m =  8 kg, h= 10 m แทนค่าตัวแปรในสูตร

Ep= mgh = 8 g ×10 m/s× 10 m

Ep= 800 J

ตอบ ก้อนหินมีพลังงานศักย์โน้มถ่วง 800 จูล