Co je potenciální energie?
Potenciální energie je uložená energie pozice. Lze to považovat za energii, která je „uložena“ jakýmkoli fyzickým systémem. Nazývá se to potenciál, protože ve své současné podobě nedělá žádnou práci ani nezpůsobuje žádnou změnu v jejím okolí. Má však potenciál být přeměněn na různé formy energie, jako je kinetická energie. Standardní jednotka pro měření takové energie je joule.
Když je objekt přemístěn ze své původní polohy a existuje energie, která jej odtáhne zpět do této polohy, potenciální energie má tendenci existovat. Například koule na konci pružiny má energii, která bude přeměněna na kinetickou energii, když se nechá vrátit do své původní polohy. Hmotnost držená nad zemí bude mít při uvolnění potenciální energii, protože gravitace ji přitáhne zpět do své původní polohy.
Jedním z hlavních principů potenciální energie je zákon zachování energie, který uvádí, že energii nelze vytvořit ani zničit. Energie vynaložená na zvednutí předmětu nebo stlačení pružiny jednoduše nezmizí, je „uložena“ jako potenciální energie. To je pak uvolněno jako kinetická energie obnovující silou. Vstup energie se rovná výkonu energie; nedochází k žádnému zisku ani ztrátě celkové energie.
Existuje mnoho různých typů potenciální energie. Potenciální elastická energie existuje, když je elastický předmět, jako je luk nebo gumový pás, napnut nebo jinak deformován pod napětím. Potenciální chemická energie souvisí s chemickými vazbami v molekule. Při chemických reakcích se chemická potenciální energie přeměňuje na jiné formy energie, protože vazby jsou přerušeny a reformovány. Potenciální elektrická energie má tři primární formy: elektrostatickou, elektrodynamickou a jadernou.
Když je nabitá částice v klidu, existuje potenciální elektrostatická energie. Má potenciální energii díky své poloze ve vztahu k jiným nabitým částicím. Potenciální elektrodynamická energie existuje kvůli pohybu nabitých částic. Tyto částice mohou tvořit elektromagnetické pole, které má potenciál pohybovat jinými objekty. Potenciální jaderná energie existuje kvůli vztahům mezi subatomovými částicemi, jako jsou protony, elektrony a neutrony, v jádru atomů.
Ve všech jejích mnoha podobách je potenciální energie vždy definována jako energie, která je uložena v systému. I když nemůže sama o sobě dělat žádnou práci, lze ji změnit na jiné formy energie, které mohou způsobit změnu a vykonávat práci.