Eine Frage zur Definition der potentiellen Energie mit einem Beispiel

Ich bin neu in der Physik und möchte alles theoretisch und gut von Grund auf verstehen.

Lassen Sie mich Ihnen mein Beispiel geben.

Beispiel

Stellen Sie sich nun einen Körper (Teilchen) vor, der sich nicht im intergalaktischen Raum befindet, sondern aus einer Höhe h über der Erdoberfläche freigesetzt wird. ($y_{0}=h; V_{0}=0$) Die Gravitationskraft$F_{G}=-Mg$zieht den Körper nach unten. Wenn der Körper auf die Erdoberfläche fällt, ist die von der Schwerkraft geleistete Arbeit gleich dem Gewinn an kinetischer Energie des Körpers (siehe Abb. 5.1):

$W(by gravity)=F_{G} \times (y-y_{0})$

oder an der Oberfläche ($y=0$) der Erde,

$W(by gravity)=(-Mg)(0-h)=Mgh=\frac{1}{2}M{V}^{2}-\frac{1}{2}M{{V}_{0}}^{2}=\frac{1}{2}M{V}^{2} (Eq. 5.7)$

Wo$V$ist die Geschwindigkeit des Körpers beim Auftreffen auf der Erdoberfläche. Gleichung (5.7) legt nahe, dass wir sagen können, dass der Körper bei der Höhe h eine potenzielle Energie (Fähigkeit, Arbeit zu verrichten oder kinetische Energie zu gewinnen) von hat$Mgh$relativ zur Erdoberfläche.

Was passiert mit der potentiellen Energie, wenn ein auf der Erdoberfläche ruhendes Teilchen auf eine Höhe angehoben wird?$h$? Um den Körper anzuheben, müssen wir eine Aufwärtskraft aufbringen ($F_{ag}=-F_{G}$) zum Körper. Jetzt$y_{0}=0$Und$y=h$. Wir arbeiten,

$W(by us)=F_{ag} \times (y-y_{0})=(Mg)(h)=Mgh (Eq. 5.8)$

auf den Körper, wodurch dem Körper die potentielle Energie gegeben wird$Mgh$dass es, wie wir bereits gesagt haben, in der Höhe liegt$h$(siehe Abb. 5.2a bis c). Beachten Sie, dass wir die Kraft, die wir ausüben, nennen$F_{ag}$; mit anderen Worten, wir und der externe Agent sind identisch. Natürlich ist es einfach, von „wir“ und „uns“ zu sprechen, und die Begriffe werden im Folgenden verwendet; Aber der wichtige Punkt, an den man sich erinnern sollte, ist, dass hier ein externer Agent konzeptionell nur zum Zwecke der Bewertung der potentiellen Energie in das Problem einbezogen wird.

In Abwesenheit von Reibungskräften kann nun eine spezifische Definition der potentiellen Energie eines Körpers (Teilchen) an einem interessierenden Punkt formuliert werden: Potentielle Energie ist die Arbeit, die wir leisten, um den Körper ohne Beschleunigung von einem Anfangsort willkürlich zu bewegen dem interessierenden Punkt als Null potentieller Energie zugeordnet.

Frage

1) Ist Gleichung 5.8 gleich der Änderung der kinetischen Energie, das heißt$\frac{1}{2}M{V}^{2}-\frac{1}{2}M{{V}_{0}}^{2}$? Wenn nicht, warum?

2) In der Definition von potentieller Energie heißt es, dass die Arbeit, die wir leisten, um den Körper ohne Beschleunigung zu bewegen. Meine Frage ist, wenn wir den Körper nicht beschleunigen, wie können wir den Körper auf eine Höhe von anheben?$h$im Beispiel? Wenden wir die gleiche und entgegengesetzte Kraft auf die Gravitationskraft an ($F_{ag}=-F_{G}$) zu einem Gleichgewichtskörper mit einer Anfangsgeschwindigkeit von$V_{0}=0$, wie können wir den Körper auf die Höhe von heben$h$? Wenn wir bedenken, dass es eine konstante Anfangsgeschwindigkeit von hat$V_{0}=c$Wir können den Körper auf die Höhe von heben$h$, aber dieses Mal haben wir ein Problem mit$W(by us)=F_{ag} \times (y-y_{0})=(Mg)(h-0)=Mgh=\frac{1}{2}M{V}^{2}-\frac{1}{2}M{{V}_{0}}^{2}=\frac{1}{2}M{V}^{2}$Gleichung. Der Körper wird eine konstante kinetische Energie haben$KE=\frac{1}{2}M{V}^{2}$Und$U(potential energy)=\Delta(KE)=\frac{1}{2}M{V}^{2}-\frac{1}{2}M{{V}_{0}}^{2}=0$also was ist die erklärung dafür? (Diese Frage hängt ein wenig mit meiner ersten Frage zusammen.)

Danke!