Potencinė energija

Potencinė energija

Kas yra potenciali energija?

Potenciali energija yra sukaupta energija, kurią objektas turi dėl savo padėties ar būsenos. Dviratis ant kalvos viršūnės, virš galvos laikoma knyga ir ištemptas spyruoklė - visa tai turi potencialios energijos.

Kaip išmatuoti galimą energiją

Standartinis potencialios energijos matavimo vienetas yra džaulis, kuris sutrumpintas kaip „J.“

Kuo ji skiriasi nuo kinetinės energijos?

Potenciali energija yra sukaupta energija, o kinetinė - judėjimo energija. Panaudojus potencialią energiją, ji virsta kinetine energija. Galite galvoti apie potencialią energiją kaip apie kinetinę energiją, laukiančią įvykti.

Žalias rutulys turi potencialios energijos
iki jo aukščio. Violetinis rutulys turi kinetiką
energija dėl savo greičio.
Automobilis ant kalno

Galime palyginti potencialią ir kinetinę energiją, atsižvelgdami į automobilį ant kalvos. Kai automobilis yra kalvos viršūnėje, jis turi daugiausia energijos. Jei jis sėdi vietoje, jis neturi kinetinės energijos. Kai automobilis pradeda riedėti nuo kalno, jis praranda potencialią energiją, tačiau įgyja kinetinę energiją. Potenciali automobilio padėties energija kalvos viršūnėje virsta kinetine energija.

Gravitacinė potenciali energija

Viena potencialios energijos rūšis gaunama iš Žemės traukos. Tai vadinama gravitacinio potencialo energija (GPE). Gravitacijos potencialo energija yra objekte sukaupta energija, atsižvelgiant į jo aukštį ir masę. Norėdami apskaičiuoti gravitacijos potencialo energiją, naudojame šią lygtį:

GPE = masė * g * aukštis
GPE = m * g * h

Kur „g“ yra standartinis sunkio pagreitis, lygus 9,8 m / sdu. Aukštis nustatomas atsižvelgiant į aukštį, kurį objektas gali nukristi. Aukštis gali būti atstumas virš žemės arba galbūt laboratorijos stalas, prie kurio dirbame.

Problemų pavyzdžiai:

Kokia yra 2 kg uolos, sėdinčios 10 metrų aukščio uolos viršuje, potenciali energija?

GPE = masė * g * aukštis
GPE = 2kg * 9,8 m / sdu* 10m
GPE = 196 J

Potenciali energija ir darbas

Potenciali energija lygi darbo kiekiui, kad objektas patektų į jo padėtį. Pavyzdžiui, jei knygą pakeltumėte nuo grindų ir padėtumėte ant stalo. Potenciali knygos ant stalo energija bus lygi darbo kiekiui, kurį reikėjo perkėlus knygą nuo grindų iki stalo.

Kitos potencialios energijos rūšys
  • Elastinga - elastinga potenciali energija kaupiama, kai medžiagos tempiasi arba susispaudžia. Elastinės potencialios energijos pavyzdžiai yra spyruoklės, guminės juostos ir strėlės.
  • Elektrinė - elektrinė potenciali energija yra gebėjimas dirbti, remiantis objekto energija elektros krūvis .
  • Branduolinė - potenciali dalelių energija atomo viduje.
  • Cheminė - cheminė potenciali energija yra energija, sukaupta medžiagose dėl jų cheminiai ryšiai . Vienas iš to pavyzdžių yra benzine sukaupta energija automobiliui.
Įdomūs faktai apie potencialią energiją
  • Škotijos mokslininkas Williamas Rankine'as pirmą kartą XIX amžiuje sukūrė potencialios energijos terminą.
  • Spyruoklės potencialios energijos apskaičiavimo lygtis yra PE = 1/2 * k * xdu, kur k yra pavasario konstanta, o x - suspaudimo suma.
  • Potencialios energijos samprata siekia senovės Graikiją ir filosofą Aristotelis .