Mahdollinen energia

Mikä on potentiaalinen energia?

Potentiaalinen energia on varastoitu energia, jonka esineellä on sijainnin tai tilan vuoksi. Polkupyörä kukkulan päällä, kirja, jota pidetään pään yli, ja venytetty jousi ovat kaikki potentiaalista energiaa.

Kuinka mitata potentiaalista energiaa

Potentiaalienergian mittaamisen standardiyksikkö on joule, joka on lyhennetty nimellä J.

Kuinka se eroaa kineettisestä energiasta?

Potentiaalinen energia on varastoitua energiaa, kun taas liike-energia on liikkeen energiaa. Kun potentiaalienergiaa käytetään, se muutetaan kineettiseksi energiaksi. Voit ajatella potentiaalista energiaa kineettisenä energiana, joka odottaa tapahtumista.

Vihreällä pallolla on potentiaalista energiaa
sen korkeuteen. Violetti pallo on kineettinen
energiaa sen nopeudesta johtuen.
Auto kukkulalla

Voimme verrata potentiaalista ja kineettistä energiaa tarkastelemalla mäellä olevaa autoa. Kun auto on mäen huipulla, sillä on eniten potentiaalista energiaa. Jos se istuu paikallaan, sillä ei ole kineettistä energiaa. Kun auto alkaa rullata mäkeä alas, se menettää potentiaalienergian, mutta saa kineettistä energiaa. Kukkulan huipulla olevan auton sijainnin potentiaalinen energia muuttuu kineettiseksi energiaksi.

Gravitaatiopotentiaalienergia

Yksi potentiaalienergiatyyppi tulee maapallon painovoimasta. Tätä kutsutaan gravitaatiopotentiaaliksi (GPE). Gravitaatiopotentiaalienergia on esineeseen varastoitunut energia sen korkeuden ja massan perusteella. Painovoimapotentiaalienergian laskemiseksi käytämme seuraavaa yhtälöä:

GPE = massa * g * korkeus
GPE = m * g * h
Missä 'g' on vakionopeuden kiihtyvyys, joka on 9,8 m / s^kaksi. Korkeus määritetään sen korkeuden perusteella, jonka esine voi pudota. Korkeus voi olla etäisyys maanpinnan yläpuolella tai kenties laboratorion pöytä, jonka parissa työskentelemme.

Esimerkki ongelmista:

Mikä on potentiaalienergia, joka syntyy 2 kilon kivestä, joka istuu 10 metriä korkean kallion päällä?

GPE = massa * g * korkeus
GPE = 2kg * 9,8 m / s^kaksi* 10m
GPE = 196 J

Potentiaalinen energia ja työ

Potentiaalinen energia on yhtä suuri kuin työn määrä, joka on tehty kohteen saamiseksi paikalleen. Jos esimerkiksi nostat kirjan irti lattiasta ja laitat sen pöydälle. Pöydällä olevan kirjan potentiaalinen energia vastaa työn määrää, joka kului kirjan siirtämiseen lattialta pöydälle.

Muut potentiaalienergiatyypit

Elastinen - Joustava potentiaalienergia varastoituu, kun materiaalit venyvät tai puristuvat. Esimerkkejä joustavasta potentiaalienergiasta ovat jouset, kuminauhat ja rintareput.
Sähkö - Sähköinen potentiaalienergia on kyky tehdä töitä kohteen perusteella sähkövaraus .
Ydin - atomin sisällä olevien hiukkasten potentiaalinen energia.
Kemiallinen - kemiallinen potentiaalienergia on aineisiin varastoitunut energia niiden vuoksi kemialliset sidokset . Yksi esimerkki tästä on auton bensiiniin varastoitu energia.

Mielenkiintoisia faktoja potentiaalisesta energiasta

Skotlantilainen tiedemies William Rankine keksi ensimmäisen kerran termin potentiaalinen energia 1800-luvulla.
Yhtälö jousen potentiaalienergian laskemiseksi on PE = 1/2 * k * x^kaksi, jossa k on jousivakio ja x on puristuksen määrä.
Potentiaalienergian käsite ulottuu aina antiikin Kreikkaan ja filosofiin Aristoteles .