Definícia a vzorec potenciálnej energie

Klaus Vedfelt / Getty Images

Potenciálna energia je energie ktorú má objekt vzhľadom na svoju polohu voči iným objektom. To sa nazýva potenciál pretože má potenciál premeniť sa na iné formy energie , ako napr Kinetická energia . Potenciálna energia je zvyčajne definovaná v rovniciach veľkým písmenom U alebo niekedy PE.

Potenciálna energia sa môže vzťahovať aj na iné formy uloženej energie, ako je energia z čistý elektrický náboj chemické väzby alebo vnútorné napätia.

Príklady potenciálnej energie

Lopta položená na stole má potenciálnu energiu, ktorá sa nazýva gravitačná potenciálna energia, pretože pochádza z polohy lopty v gravitačnom poli. Čím je objekt hmotnejší, tým väčšia je jeho gravitačná potenciálna energia.

Natiahnutý luk a stlačená pružina majú tiež potenciálnu energiu. Ide o elastickú potenciálnu energiu, ktorá je výsledkom napínania alebo stláčania objektu. V prípade elastických materiálov zvyšuje množstvo natiahnutia množstvo uloženej energie. Pružiny majú energiu, keď sú natiahnuté alebo stlačené.

Chemické väzby môžu mať aj potenciálnu energiu odvodenú od elektrónov pohybujúcich sa bližšie alebo ďalej od atómov. V elektrickom systéme je potenciálna energia vyjadrená ako Napätie .

Potenciálne energetické rovnice

Ak zdvihnete a omša m podľa h metrov, jeho potenciálna energia bude mgh , kde g je gravitačné zrýchlenie: PE = mgh.

Pre pružinu sa potenciálna energia vypočíta na základe Hookov zákon , kde sila je úmerná dĺžke natiahnutia alebo stlačenia (x) a konštante pružiny (k): F = kx.

Rovnica pre elastickú potenciálnu energiu je teda PE = 0,5kx^dva