- Mikä on potentiaalienergia?
- Gravitaatiopotentiaalienergia
- Elastinen potentiaalienergia
- Kemiallinen potentiaalienergia
- Sähköstaattinen potentiaalienergia
Selitämme mitä potentiaalienergia on, olemassa olevat eri tyypit ja joitain esimerkkejä.
Mikä on potentiaalienergia?
Potentiaalinen energia on eräänlainenmekaaninen energia joka liittyy kehon ja kentän tai voimajärjestelmän väliseen suhteeseen, joka on ulkoinen (jos kohde sijaitsee kentässä) tai sisäinen (jos kenttä on kohteen sisällä). Kyse on energiasta sisään tehoa, eli se voidaan välittömästi muuntaa muihin energiamuotoihin, kuten esimerkiksi kinetiikkaan.
Järjestelmän potentiaalinen energia, riippumatta sen alkuperästä, edustaa siihen "varastoitua" energiaa sen konfiguraation tai sijainnin perusteella, ja siksi sen mittaamiseksi on otettava huomioon vertailupiste tai -konfiguraatio.
Potentiaalienergian käsite on hyödyllinen sekä konservatiivisille (joilla on taipumus säästää energiaa) että dissipatiivisille (joilla on taipumus menettää) fyysisille järjestelmille. Potentiaalinen energia ja Kineettinen energia järjestelmästä muodostavat sen mekaaninen energia:
Potentiaalinen energia + liike-energia = mekaaninen kokonaisenergia
Tämän tyyppistä energiaa ei tutki ainoastaan klassinen mekaniikka, vaan myös relativistinen mekaniikka ja kvanttifysiikka (joka koskee sitähiukkasia). Potentiaalinen energia luokitellaan sen alkuperän aiheuttavien voimien mukaan, kuten gravitaatio, elastisuus, kemiallinen jne.
Gravitaatiopotentiaalienergia
Gravitaatiopotentiaalienergia määritellään energiaksi, jonka massiivinen kappale omaa, kun se on upotettu a gravitaatiokenttä. Gravitaatiokenttiä luodaan esineiden ympärille massat erittäin suuri (esimerkiksi planeettojen massat ja Aurinko).
Esimerkiksi vuoristorata-autolla on suurin potentiaalinen energia korkeimmassa asennossaan, koska se on upotettu vuoristoradan gravitaatiokenttään. Maapallo. Kun vaunu on pudonnut ja menettänyt korkeutta, potentiaalienergia muuttuu liike-energiaksi.
Elastinen potentiaalienergia
Elastisella potentiaalienergialla on tekemistä ominaisuuden kanssa joustavuus -lta asia, joka on taipumus saada takaisin alkuperäiseen muotoonsa sen jälkeen, kun siihen kohdistuu sen vastusta suurempia muodonmuutosvoimia. Selvä esimerkki elastisesta energiasta on jousi, joka venyy tai supistuu ulkoisen voiman seurauksena ja palaa alkuperäiseen asentoonsa, kun voimaa ei enää käytetä.
Toinen esimerkki on jousi ja nuoli -järjestelmä, jossa elastinen potentiaalienergia saavuttaa maksimiarvon, kun jousi vedetään elastista kuitua vedettäessä, puuta hieman taivuttaen, mutta silti nollanopeudella. Seuraavassa hetkessä potentiaalienergia muuttuu kineettiseksi ja nuoli heitetään täydellä nopeudella eteenpäin.
Kemiallinen potentiaalienergia
Kemiallinen potentiaalienergia on siihen varastoitunutta energiaa kemiallisia linkkejä -ltaatomeja Ymolekyylejä. Esimerkkinä on kehomme glukoosi, joka varastoi kehomme kemiallista potentiaalienergiaa (a prosessi että sitä kutsutaanaineenvaihduntaa) muuttuu lämpöenergiaksi ylläpitääkseen lämpötila kehollinen.
Sama koskee fossiilisia polttoaineita (hiilivetyjä) auton kaasusäiliössä. The kemiallinen potentiaalienergia Varastoituna bensiinin kemiallisiin sidoksiin, se muunnetaan mekaaniseksi energiaksi ajoneuvon käynnistämiseksi.
Sähköstaattinen potentiaalienergia
Vuonna sähköä soveltaa myös potentiaalienergian käsitettä, joka voidaan muuntaa muiksi energiamuodoiksi, kuten kinetiikkaksi, lämpö tai valoa, ottaen huomioon sen valtavan monipuolisuuden sähkömagnetismi.
Tässä tapauksessa energia saadaan tuottamien sähkövoimien kentästä hiukkasia veloitettu.