Hvad er forskellen mellem potentiel og kinetisk energi?
Forskellen mellem potentiel og kinetisk energi kommer alt sammen til en meget enkel egenskab ved objektet. Hvis et objekt bevæger sig, har det kinetisk energi, eller kinetisk energi er bevægelsesenergien. Potentiel energi er energi, der gemmes i et objekt og kan frigives under de rette forhold. Derfor kommer forskellen mellem potentiel og kinetisk energi ned på, om et objekt bevæger sig eller ej.
Mange genstande har potentiel energi, der kan frigives på mange forskellige måder. Brændstof og mad indeholder potentiel energi, der frigives henholdsvis som varme eller kemisk energi. Fjedre indeholder også potentiel energi. Når en fjeder frigives, frigives den potentielle energi som kinetisk energi. Et andet eksempel på potentiel energi er gravitationspotentialenergi.
Tyngdepotentialenergi er en type energi, som et objekt har på grund af, at den hæves over jorden. Mængden af gravitationspotentialenergi, som objektet har, når det løftes, kan bestemmes ved at måle mængden af arbejde, det tog for at få objektet der ved hjælp af den højde, det blev hævet (h), dens masse (m) og gravitationsudtrækningen af jord (g), som er 10 N / kg. Formlen for gravitationspotentialenergi er GPE = mgh. For eksempel ville en 50 kg vægt, der løftes 5 m, have en GPE på 50 x 5 x 10 eller 2500 joule (J), enheden for energi.
Hvis den vægt, der blev anvendt i det foregående eksempel, blev frigivet, ville dens tyngdepotentiale energi ændres til kinetisk energi. Vægten starter med kun gravitationspotentialenergi, mens den holdes over jorden. Når den frigøres, begynder den at accelerere mod jorden på grund af tyngdekraften. Som det gør, vil det have både potentiel og kinetisk energi. Jo tættere den kommer på jorden, desto mere overføres dens potentielle energi til kinetisk energi, indtil den er ved at ramme jorden, og al energien er omdannet til kinetisk energi.
Dette er princippet bag energibesparelse i fysik. Energibesparelse siger, at energi hverken kan ødelægges eller skabes, og det er en grundlæggende fysisk lov. Fra oven overførtes oprindeligt tyngdekraftens potentielle energi fra arbejdet for at løfte vægten. For det andet blev den kinetiske energi overført fra den oplagrede tyngdepotentialenergi med den løftede vægt. Med andre ord, den potentielle og kinetiske energi er den samme.
Kinetisk energi beregnes ved hjælp af en objekts masse (m) og dens hastighed (v) i følgende ligning - KE = ½ mv 2 (masse x hastighed kvadrat divideret med 2). Ved hjælp af vores ovenstående eksempel kender vi allerede vægtens kinetiske energi, fordi den potentielle og kinetiske energi er den samme. Vægten har en kinetisk energi på 2500 J lige inden den rammer jorden. Vi kan bruge dette til at bestemme dens hastighed, når den rammer jorden eller dens slaghastighed. Ved at omarrangere formlen for kinetisk energi får vi - v 2 = 2KE / m eller v 2 = 2 x 2500/50 = 100, så vægtens slaghastighed er 10 m / s (kvadratroden på 100).