Potencialios energijos apibrėžimas ir formulė

Klausas Vedfeltas / Getty Images

Potenciali energija yra energijos kurį objektas turi dėl savo padėties kitų objektų atžvilgiu. Tai vadinama potencialus nes jis gali būti paverstas kitu energijos formas , toks kaip kinetinė energija . Potenciali energija paprastai apibrėžiama lygtyse didžiąja raide U arba kartais PE.

Potenciali energija taip pat gali būti susijusi su kitomis sukauptos energijos formomis, pvz., energija iš grynasis elektros krūvis , cheminiai ryšiai arba vidiniai įtempiai.

Potencialios energijos pavyzdžiai

Rutulys, esantis ant stalo, turi potencialią energiją, vadinamą gravitacine potencialia energija, nes ji kyla iš rutulio padėties gravitaciniame lauke. Kuo objektas masyvesnis, tuo didesnė jo gravitacinė potenciali energija.

Ištrauktas lankas ir suspausta spyruoklė taip pat turi potencialią energiją. Tai elastinga potenciali energija, atsirandanti ištempus ar suspaudžiant objektą. Elastingoms medžiagoms, padidinus tempimo kiekį, padidėja sukauptos energijos kiekis. Spyruoklės turi energijos ištemptos arba suspaustos.

Cheminiai ryšiai taip pat gali turėti potencialią energiją, gaunamą iš elektronų, judančių arčiau ar toliau nuo atomų. Elektros sistemoje potencinė energija išreiškiama kaip Įtampa .

Potencialios energijos lygtys

Jei pakelsite a masė m pateikė h metrų, jo potenciali energija bus mgh , kur g yra pagreitis dėl sunkio jėgos: PE = mgh.

Spyruoklės potenciali energija apskaičiuojama remiantis Huko dėsnis , kur jėga proporcinga tempimo arba suspaudimo ilgiui (x) ir spyruoklės konstantai (k): F = kx.

Taigi elastinės potencialios energijos lygtis PE = 0,5kx^du