Definicja i formuła energii potencjalnej

Klaus Vedfelt / Getty Images

Energia potencjalna to energia że obiekt ma ze względu na swoje położenie względem innych obiektów. Nazywa się potencjał ponieważ ma potencjał do przekształcenia w inne formy energii , Jak na przykład energia kinetyczna . Energia potencjalna jest zwykle określana w równaniach dużą literą U lub czasami PE.

Energia potencjalna może również odnosić się do innych form zmagazynowanej energii, takich jak energia z ładunek elektryczny netto , wiązania chemiczne lub naprężenia wewnętrzne.

Przykłady energii potencjalnej

Kula spoczywająca na stole ma energię potencjalną, zwaną energią potencjalną grawitacji, ponieważ pochodzi z pozycji kuli w polu grawitacyjnym. Im bardziej masywny jest obiekt, tym większa jest jego grawitacyjna energia potencjalna.

Naciągnięty łuk i ściśnięta sprężyna również mają energię potencjalną. Jest to energia potencjalna sprężystości, która wynika z rozciągania lub ściskania obiektu. W przypadku materiałów elastycznych zwiększenie rozciągliwości zwiększa ilość zmagazynowanej energii. Sprężyny mają energię po rozciągnięciu lub ściśnięciu.

Wiązania chemiczne mogą również mieć energię potencjalną, pochodzącą od elektronów zbliżających się lub oddalających od atomów. W układzie elektrycznym energia potencjalna jest wyrażona jako Napięcie .

Równania energii potencjalnej

Jeśli podniesiesz masa m za pomocą h metrów, jego energia potencjalna będzie mgh , gdzie g jest przyspieszeniem ziemskim: PE = mgh.

Dla sprężyny energia potencjalna jest obliczana na podstawie Prawo Hooke'a , gdzie siła jest proporcjonalna do długości rozciągania lub ściskania (x) i stałej sprężystości (k): F = kx.

Zatem równanie na energię potencjalną sprężystości to PE = 0,5kx^dwa