Potenciālā enerģija

Potenciālā enerģija

Kas ir potenciālā enerģija?

Potenciālā enerģija ir uzkrātā enerģija, kas objektam ir tās stāvokļa vai stāvokļa dēļ. Velosipēds kalna galā, grāmata, kas turēta virs galvas, un izstiepts pavasaris - tas viss ir potenciāls enerģija.

Kā izmērīt potenciālo enerģiju

Standarta mērvienība potenciālās enerģijas mērīšanai ir džouls, kuru saīsina kā “J.”

Kā tā atšķiras no kinētiskās enerģijas?

Potenciālā enerģija ir uzkrāta enerģija, savukārt kinētiskā enerģija ir kustības enerģija. Ja tiek izmantota potenciālā enerģija, tā tiek pārveidota par kinētisko enerģiju. Jūs varat domāt par potenciālo enerģiju kā par kinētisko enerģiju, kas gaida, kad notiks.



Zaļajai bumbai ir potenciālā enerģija
līdz tā augstumam. Violetajai bumbiņai ir kinētiska
enerģija tās ātruma dēļ.
Automašīna kalnā

Mēs varam salīdzināt potenciālu un kinētisko enerģiju, ņemot vērā automašīnu kalnā. Kad automašīna atrodas kalna galā, tai ir vislielākā potenciālā enerģija. Ja tas sēž uz vietas, tam nav kinētiskās enerģijas. Kad automašīna sāk ripot lejup no kalna, tā zaudē potenciālu enerģiju, bet iegūst kinētisko enerģiju. Automašīnas stāvokļa potenciālā enerģija kalna galā tiek pārveidota par kinētisko enerģiju.

Gravitācijas potenciālā enerģija

Viena veida potenciālā enerģija nāk no Zemes gravitācijas. To sauc par gravitācijas potenciālo enerģiju (GPE). Gravitācijas potenciālā enerģija ir enerģija, kas objektā uzkrāta, pamatojoties uz tā augstumu un masu. Lai aprēķinātu gravitācijas potenciālo enerģiju, mēs izmantojam šādu vienādojumu:

GPE = masa * g * augstums
GPE = m * g * h

Kur 'g' ir gravitācijas standarta paātrinājums, kas vienāds ar 9,8 m / sdivi. Augstumu nosaka, pamatojoties uz augstumu, kuru objekts varētu nokrist. Augstums var būt attālums virs zemes vai varbūt laboratorijas galds, pie kura strādājam.

Problēmu piemēri:

Kāda ir 2 kg smaga klints potenciālā enerģija, kas sēž 10 metrus augstas klints galā?

GPE = masa * g * augstums
GPE = 2kg * 9,8 m / sdivi* 10m
GPE = 196 J

Potenciālā enerģija un darbs

Potenciālā enerģija ir vienāda ar paveiktā darba apjomu, lai objekts nonāktu tā stāvoklī. Piemēram, ja jums vajadzētu pacelt grāmatu no grīdas un novietot to uz galda. Potenciālā grāmatas enerģija uz galda būs vienāda ar darba apjomu, kas bija vajadzīgs, lai grāmatu pārvietotu no grīdas uz galdu.

Citi potenciālās enerģijas veidi
  • Elastīga - elastīgā potenciālā enerģija tiek uzkrāta, materiāliem izstiepjoties vai saspiežoties. Elastīgās potenciālās enerģijas piemēri ir atsperes, gumijas lentes un šāviņi.
  • Elektriskā - elektriskā potenciālā enerģija ir spēja veikt darbu, pamatojoties uz objekta enerģiju elektriskais lādiņš .
  • Kodols - daļiņu potenciālā enerģija atoma iekšienē.
  • Ķīmiskā - ķīmiskā potenciālā enerģija ir enerģija, kas uzkrājies vielās to dēļ ķīmiskās saites . Viens piemērs tam ir enerģija, kas tiek uzkrāta benzīnā automašīnai.
Interesanti fakti par potenciālo enerģiju
  • Skotu zinātnieks Viljams Rankēns terminu potenciālā enerģija pirmo reizi izdomāja 19. gadsimtā.
  • Atsperes potenciālās enerģijas aprēķināšanas vienādojums ir PE = 1/2 * k * xdivi, kur k ir pavasara konstante un x ir saspiešanas summa.
  • Potenciālās enerģijas jēdziens sniedzas senajā Grieķijā un filozofā Aristotelis .