Hvorfor er den totale energien til et kretsløpssystem negativ?

Negative energier er helt fine, fordi du hadde å velge et nullpunkt for energi. I beregningen valgte du det til uendelig. Du kunne ha valgt nullpunktet for potensiell energi på en slik måte at systemet ditt hadde null energi, eller hva som helst. Bare endringer i energi er meningsfull generelt.

Tenk på dette: hva skjer hvis du tilfører energi til dette systemet? Det kommer nærmere null, og null for oss er det punktet hvor partikkelen er i ro, men er uendelig langt borte fra den andre partikkelen. Så negativ energi representerer det faktum at frigjør «partikkelen fra det sentrale potensialet krever at du tilfører energi. Dette kommer mye opp i kvantemekanikken – grunntilstandsenergien til hydrogenatomet er -13,6 eV.

Som et annet svar påpeker, kan en konstant tilsettes potensialet energien uten å påvirke bevegelsesligningene. Ofte pålegger vi grensevilkåret om at den potensielle energien er null «ved uendelig».

For en sentral gravitasjonskraft (attraktiv) kraft betyr innføring av «null ved uendelig» grensetilstand at gravitasjon potensiell energi er negativ for ikke-null $ r $.

Siden kinetisk energi alltid er positiv, er det mulig at partikkelen total kan være negativ, null, eller positiv.

Tatt i betraktning rent radial bevegelse:

• Hvis den totale energien er positiv, kan partikkelen «rømme til uendelig» med ikke-hastighet.
• Hvis den totale energien er null, kan partikkelen «komme til uendelig» med nøyaktig nullhastighet.
• Hvis den totale energien er negativ, er partikkelen bundet i den forstand at den ikke kan overstige noe endelig avstand $ r_ {max} $

Med tanke på 2D-bevegelse:

• Hvis den totale energien er positiv, er partikkelens bane en hyperbola.
• Hvis den totale energien er null, er partikkelens bane ry er en parabel.
• Hvis den totale energien er negativ, er partikkelens bane en ellips.

Siden en sirkel er en degenerert ellips, følger det at den totale energien må være negativ for en sirkelbane.

Du har denne negative størrelsen fordi du må velge null poeng for energi. Det er en slags behov for en vilkårlig kostnad. Men en annen viktig ting er at systemet du vurderer er et eldre system. Nå forteller jeg deg hva det er: Et eldre system er et bestemt system der en kraft opererer med stor kraft, så for å skille de to objektene i systemet må du få et arbeid i samme retning, med samme verdi som systemet fungerer, men motsatt kontra. Dette er den eneste måten å skille de to objektene på. Hvert eldre system har noen spesielle egenskaper, og det er det som nettopp fortalte. En annen egenskap vi kan snakke om er at den potensielle energien hersker på kinetisk energi, så energien prøver å få alt til en bestemt side av systemet der det fungerer. Hvis du trenger et eksempel, er den enklere rotasjonen av jorden rundt solen: Det er en kontinuerlig rotasjon, ingenting kan endre denne bevegelsestilstanden radikalt fordi kraften som opererer mellom dem er for kraftig og systemet utgjør et eldre system. Jeg håper å ha vært enklere og fullført i min forklaring.

I utgangspunktet betyr ikke negativ energi at det er mindre enn null. Det antyder bare at det kretsende objektet trenger den mengden energi som skal tilsettes slik at den kommer til stabil likevekt Eller si null energi