Helyzeti energia

Helyzeti energia

Mi a potenciális energia?

A potenciális energia az a tárolt energia, amelyet egy tárgy a helyzete vagy állapota miatt birtokol. A domb tetején lévő kerékpár, a fején tartott könyv és egy kifeszített rugó mind potenciális energiával bír.

Hogyan mérjük a potenciális energiát

A potenciális energia mérésének standard egysége a joule, amelyet rövidítve 'J.'

Miben különbözik a kinetikus energiától?

A potenciális energia tárolt energia, míg a kinetikus energia a mozgás energiája. A potenciális energia felhasználásakor kinetikus energiává alakul. Gondolhat a potenciális energiára, mint kinetikus energiára, amely arra vár, hogy megtörténjen.



A zöld gömb potenciális energiával rendelkezik
a magasságáig. A lila gömb kinetikus
energia a sebessége miatt.
Egy autó egy dombon

Összehasonlíthatjuk a potenciális és a mozgási energiát, ha figyelembe vesszük a dombon lévő autót. Amikor az autó a domb tetején van, akkor a legtöbb potenciális energia. Ha mozdulatlanul ül, nincs mozgási energiája. Amint az autó gurulni kezd a dombról, elveszíti a potenciális energiát, de kinetikus energiát nyer. Az autónak a domb tetején lévő pozíciójának potenciális energiája kinetikus energiává alakul.

Gravitációs potenciális energia

A potenciális energia egyik fajtája a Föld gravitációjából származik. Ezt gravitációs potenciális energiának (GPE) nevezzük. A gravitációs potenciális energia az objektumban tárolt energia, magassága és tömege alapján. A gravitációs potenciális energia kiszámításához a következő egyenletet használjuk:

GPE = tömeg * g * magasság
GPE = m * g * h

Ahol „g” a standard gravitációs gyorsulás, amely 9,8 m / skettő. A magasságot az objektum esetlegesen leeső magassága alapján határozzák meg. A magasság lehet a talaj feletti távolság, esetleg a laborasztal, amin dolgozunk.

Példa problémák:

Mekkora a 10 kg magas szikla tetején ülő 2 kg-os kőzet potenciális energiája?

GPE = tömeg * g * magasság
GPE = 2kg * 9,8 m / skettő* 10m
GPE = 196 J

Potenciális energia és munka

A potenciális energia megegyezik annak a munkának a mennyiségével, amelyet egy tárgy helyzetbe hozataláért végeztek. Például, ha leemelne egy könyvet a padlóról, és egy asztalra helyezné. Az asztalon lévő könyv potenciális energiája megegyezik a könyv padlóról az asztalra való áthelyezéséhez szükséges munka mennyiségével.

A potenciális energia egyéb típusai
  • Rugalmas - Rugalmas potenciális energia tárolódik, ha az anyagok megnyúlnak vagy összenyomódnak. A rugalmas potenciális energia példái közé tartoznak a rugók, gumiszalagok és csúzli.
  • Elektromos - Az elektromos potenciális energia az objektum alapján végzett munka elvégzésének képessége elektromos töltés .
  • Nukleáris - az atom belsejében lévő részecskék potenciális energiája.
  • Kémiai - A kémiai potenciális energia az anyagokban tárolt energia azoknak köszönhetően kémiai kötések . Ennek egyik példája a benzinben tárolt energia egy autó számára.
Érdekes tények a potenciális energiáról
  • William Rankine skót tudós először a 19. században hozta létre a potenciális energia kifejezést.
  • A rugó potenciális energiájának kiszámításához az egyenlet PE = 1/2 * k * xkettő, ahol k a rugóállandó és x a tömörítés mértéke.
  • A potenciális energia fogalma egészen az ókori Görögországig és a filozófusig nyúlik vissza Arisztotelész .