Pluggakuten.se / Forum / Fysik / [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

sussii · 2017-01-30 10:22

Hej, hur kommer jag till rätta svaret? Kan någon förklara?

Rangordna följande från största till minsta.

(a) the absolute value of the average potential energy of the Sun–Earth system
(b) the average kinetic energy of the Earth in its orbital motion relative to the Sun
(c) the absolute value of the total energy of the Sun–Earth system

Emmynoether · 2017-01-30 12:47

Vad är definitionen av dem tre olika alternativenen? Börja med att försök reda ut det.

Senast redigerat av Emmynoether (2017-01-30 12:47)

Henrik E · 2017-01-30 16:30

Gravitationslagen säger att kraften är GMm/r^2 och potentiella energin GMm/r. Om du kallar jordens hastighet för v kan du teckna accelerationen och den hänger ju ihop med kraften. Du kan också uttrycka rörelseenergin.

sussii · 2017-01-31 09:51

Emmynoether skrev:
Vad är definitionen av dem tre olika alternativenen? Börja med att försök reda ut det.

Det jag vet är:

Potentiella energin:
$LaTeX ekvation$
Kinetiska energin är:
$LaTeX ekvation$
och den totala energin blir:
$LaTeX ekvation$

Men jag vet inte hur jag ska koppla det dessa till frågan:(

sussii · 2017-01-31 09:53

Henrik E skrev:
Gravitationslagen säger att kraften är GMm/r^2 och potentiella energin GMm/r. Om du kallar jordens hastighet för v kan du teckna accelerationen och den hänger ju ihop med kraften. Du kan också uttrycka rörelseenergin.

Om jag förstår rätt så tänker jag såhär utifrån din förklaring:

$LaTeX ekvation$

Men vet inte hur jag ska fortsätta? Kan du förklara lite mer är du snäll?

Smaragdalena · 2017-01-31 10:08

sussii skrev:
Emmynoether skrev:
Vad är definitionen av dem tre olika alternativenen? Börja med att försök reda ut det.
Det jag vet är:

Potentiella energin:
$LaTeX ekvation$
Kinetiska energin är:
$LaTeX ekvation$
och den totala energin blir:
$LaTeX ekvation$

Men jag vet inte hur jag ska koppla det dessa till frågan:(

Varför räknar du med att en potentiella energin är negativ?

sussii · 2017-01-31 10:27

Smaragdalena skrev:
sussii skrev:
Emmynoether skrev:
Vad är definitionen av dem tre olika alternativenen? Börja med att försök reda ut det.
Det jag vet är:

Potentiella energin:
$LaTeX ekvation$
Kinetiska energin är:
$LaTeX ekvation$
och den totala energin blir:
$LaTeX ekvation$

Men jag vet inte hur jag ska koppla det dessa till frågan:(
Varför räknar du med att en potentiella energin är negativ?

Det är väll så formeln säger?

Senast redigerat av sussii (2017-01-31 10:27)

sussii · 2017-01-31 10:30

Henrik E skrev:
Gravitationslagen säger att kraften är GMm/r^2 och potentiella energin GMm/r. Om du kallar jordens hastighet för v kan du teckna accelerationen och den hänger ju ihop med kraften. Du kan också uttrycka rörelseenergin.

Menar du kanske såhär:
$LaTeX ekvation$

$LaTeX ekvation$

?

Smaragdalena · 2017-01-31 12:19

Menar du att summan av rörelseenergi och lägesenergi är mindre än bara rörelseenergin? Det är vad dina formler påstår.

sussii · 2017-01-31 12:29

Smaragdalena skrev:
Menar du att summan av rörelseenergi och lägesenergi är mindre än bara rörelseenergin? Det är vad dina formler påstår.

vet inte:(

Enligt mina formler så är då:
Störst: (b) the average kinetic energy of the Earth in its orbital motion relative to the Sun
Sen kommer: (c)the absolute value of the total energy of the Sun–Earth system
och till sist: (a) the absolute value of the average potential energy of the Sun–Earth system

Men frågan är om det är rätt?

Senast redigerat av sussii (2017-01-31 12:30)

Smaragdalena · 2017-01-31 12:48

Alltihop beror på var man lägger noll-nivån för den potentiella energin. Om den är 0 när r är oändligt, borde lägesenergin få ett större negativt värde ju närmare kropparna kommer varandra. Det jag tänkte på var den jordiska situationen där summan av rörelseenergi och lägesenergi är konstant, och där man sätter noll-nivån för lägesenergi till h=0.

sussii · 2017-01-31 13:09

Jag testade att skriva in som jag skrev tidigare och fick fel svar.
Hade skrivit det här:
Störst: (b) the average kinetic energy of the Earth in its orbital motion relative to the Sun
Sen kommer: (c)the absolute value of the total energy of the Sun–Earth system
och till sist: (a) the absolute value of the average potential energy of the Sun–Earth system

Henrik E · 2017-01-31 15:06

Totala energin är U+K. Den är förstås störst. Sen har du ju så fint räknat ut U och K och den ena av dom är dubbelt så stor som den andra.

_Elo_ · 2017-02-01 04:04

Nollnivån sätts ofta till oändligheten eftersom potentiella energin går mot noll då. Det stämmer som du säger sussi att den potentiella energin blir negativ(beroende på vilken teckenkonvention man använder). Om vi tänker oss solen i centrum i vila med jorden cirkulerande kring den och använder oss utav cylindersystemets komponenter är alltid rörelseenergin för cirkulär rörelse:
$LaTeX ekvation$

Gravitationskraften:
$LaTeX ekvation$ (minus då den är riktad in mot centrum)

Potentiella energin enligt definition:
$LaTeX ekvation$

Om r0 sätts till oändligheten får vi alltså:

$LaTeX ekvation$

Därmed bör absolutbeloppet av den potentiella energin vara störst. Den totala energin och den kinetiska energin bör vara lika stora, enligt det du skrivit här:

sussii skrev:
Menar du kanske såhär:
$LaTeX ekvation$

$LaTeX ekvation$

?

Henrik E · 2017-02-01 04:20

Nej, _Elo_, så är det inte.

_Elo_ · 2017-02-01 04:33

Nehe, Henrek E, vad i resonemanget är fel menar du?

Henrik E · 2017-02-01 06:13

Om den totala energin U+K vore lika med den kinetiska energin K så måste potentiella energin vara noll, eller hur?

_Elo_ · 2017-02-01 06:36

Nej, absolutbeloppet av dem är lika var det jag menade. Det var ju så frågan var formulerad.

sussii · 2017-02-01 06:58

_Elo_ skrev:
Nej, absolutbeloppet av dem är lika var det jag menade. Det var ju så frågan var formulerad.

Så du menar att de borde vara lika för att det står absolutbelopp i frågan?

Henrik E · 2017-02-01 08:10

Om frågan är ställd i en astronomibok ska nog potentiella energin räknas negativ och det spelar inte någon roll för det fysikaliska förloppet men en stor roll för (den ofysikaliska) frågan om vilken av energierna som är störst. Om U är -K/2 gäller U+K=K/2= -U och i så fall är totala energin lika med absolutbeloppet av potentiella energin. Något är skumt här och just nu vågar jag inte säga vad som är rätt.

_Elo_ · 2017-02-01 12:02

sussii skrev:
_Elo_ skrev:
Nej, absolutbeloppet av dem är lika var det jag menade. Det var ju så frågan var formulerad.
Så du menar att de borde vara lika för att det står absolutbelopp i frågan?

Ja det är min uppfattning att absolutbeloppet av den kinetiska energin är lika stor som den totala energin på systemet. Detta efter att ha läst avsnitt 13.5 och 13.6 i denna litteratur:
https://www.google.se/webhp?sourceid=ch … culty.psau (PDF-filen längst upp i sökningen)

Tror att detta förhållande är härlett ur "the virial theorem".. Hur som helst verkar formlerna här stämma överens med dina sussii? Har du tillgång till facit?

Henrik E · 2017-02-01 12:07

Plösligt insåg jag vad felet var. Om vi tänker oss att jorden startar oändligt långt bort från solen är både potentiell och kinetisk energi noll. När den faller in mot solen måste den potentiella energi hela tiden vara lika mycket negativ som den kinetiska är positiv. Hur kommer det sej då att mv^2/2 för jorden bara blev hälften så stor som potentiella energins absolutbelopp? Vart har resten av energin tagit vägen? Svaret är att den finns i Mv^2/2 för solen. Både jorden och solen roterar ju kring den gemensamma tyngdpunkten.
Åter till frågan nu. Den gällde inte jordens rörelseenergi utan jord-solsystemets rörelseenergi. Alltså är K=-U och totalenergi U+K=0.

_Elo_ · 2017-02-01 12:25

Om den totala energin är 0, skulle inte jorden flyga iväg då? Det kulle väl i så fall inte krävas någon yttre kraft att knuffa isär dem, eller tänker jag fel?

Henrik E · 2017-02-01 12:30

Rörelsemängdsmomentet ska ju vara invariant också.

_Elo_ · 2017-02-02 03:01

Är inte riktigt med på ditt resonemang Henrik. Har du sett the virial theorem? Om inte jag missförstår kan man applicera detta om vi förenklar vårat system till ett idealt 2-partikelsystem utan yttre influenser. Detta ger väl i så fall för hela systemet att
2K + U = 0 --> E = K + U = -K
Jag kan ha missuppfattat men du får gärna söka på virial theorem (eller kolla pdf-filen längst upp här t exhttps://www.google.se/webhp?sourceid=ch … hysics+pdf) och säga din tolkning av det. Skulle vara intressant att veta hur det är om jag missuppfattat..

Senast redigerat av _Elo_ (2017-02-02 03:10)

Meddelande

[HSF]Vilken har störst resp minst energi?

[HSF]Vilken har störst resp minst energi?

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

Emmynoether skrev:

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

Henrik E skrev:

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

sussii skrev:

Emmynoether skrev:

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

Smaragdalena skrev:

sussii skrev:

Emmynoether skrev:

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

Henrik E skrev:

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

Smaragdalena skrev:

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

sussii skrev:

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

_Elo_ skrev:

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

sussii skrev:

_Elo_ skrev:

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

Re: [HSF]Vilken har störst resp minst energi?

Sidfot