potenciálna energia

Fyzický

2022

Vysvetľujeme, čo je potenciálna energia, aké existujú rôzne typy a niektoré príklady.

Niekoľko grafických príkladov potenciálnej energie.

Čo je potenciálna energia?

Potenciálna energia je typmechanická energia ktorý je spojený so vzťahom medzi telesom a poľom alebo systémom síl vonkajších (ak sa objekt nachádza v poli) alebo vnútorných (ak je pole v objekte). Ide o energiu v moc, to znamená, že sa môže okamžite premeniť na iné formy energie, ako je napríklad kinetika.

Potenciálna energia systému, bez ohľadu na jeho pôvod, predstavuje energiu v ňom „uloženú“ vzhľadom na jeho konfiguráciu alebo polohu, a preto sa pri jej meraní musí brať do úvahy referenčný bod alebo konfigurácia.

Koncept potenciálnej energie je užitočný pre konzervatívne (ktoré majú tendenciu uchovávať energiu) aj disipatívne (ktoré majú tendenciu strácať) fyzikálne systémy. Potenciálna energia a Kinetická energia systému tvoria jeho mechanická energia:

Potenciálna energia + kinetická energia = celková mechanická energia

Tento typ energie študuje nielen klasická mechanika, ale aj relativistická mechanika a kvantová fyzika (aplikuje ju na systémy tzv.častice). Potenciálna energia je klasifikovaná podľa síl, ktoré jej dávajú pôvod, ako je okrem iného gravitačná, elastická, chemická.

Gravitačná potenciálna energia

Gravitačná potenciálna energia je definovaná ako energia, ktorú má masívne teleso, keď je ponorené do a gravitačné pole. Okolo predmetov sa vytvárajú gravitačné polia s omši veľmi veľké (napríklad hmotnosti planét a slnko).

Napríklad auto na horskej dráhe má maximálnu potenciálnu energiu vo svojej najvyššej polohe vďaka tomu, že je ponorené do gravitačného poľa horskej dráhy. Zem. Keď vagón spadne a stratí výšku, potenciálna energia sa premení na kinetickú energiu.

Elastická potenciálna energia

Elastická potenciálna energia súvisí s vlastnosťou elasticita z záležitosť, čo je tendencia znovu získať svoj pôvodný tvar po vystavení deformačným silám väčším ako je jeho odpor. Jasným príkladom elastickej energie je pružina, ktorá sa natiahne alebo stiahne v dôsledku vonkajšej sily a vráti sa do svojej pôvodnej polohy, keď už táto sila nepôsobí.

Ďalším príkladom je systém luku a šípu, v ktorom elastická potenciálna energia dosahuje svoju maximálnu hodnotu pri naťahovaní luku pri ťahaní elastického vlákna, mierne ohýbanie dreva, ale stále pri nulovej rýchlosti. V nasledujúcom okamihu sa potenciálna energia stane kinetickou a šíp je vymrštený plnou rýchlosťou dopredu.

Chemická potenciálna energia

Spaľovanie motora premieňa chemickú potenciálnu energiu na kinetickú energiu.

Chemická potenciálna energia je energia uložená v chemické väzby zatómov Ymolekuly. Príkladom je glukóza v našom tele, ktorá uchováva chemickú potenciálnu energiu, ktorú naše telo (prostredníctvom a proces že sa to volámetabolizmus) premieňa na tepelnú energiu na udržanie teplota telesne.

To isté platí pre fosílne palivá (uhľovodíky) v benzínovej nádrži auta. The chemická potenciálna energia Uložený v chemických väzbách benzínu sa premieňa na mechanickú energiu na naštartovanie vozidla.

Elektrostatická potenciálna energia

V elektriny tiež sa uplatňuje koncept potenciálnej energie, ktorá sa môže premeniť na iné formy energie, ako je kinetika, tepelný alebo svetlo, vzhľadom na obrovskú všestrannosť elektromagnetizmu.

V tomto prípade je energia výsledkom poľa elektrických síl, ktoré produkuje častice spoplatnené.

!-- GDPR -->