Che cos'è un'equazione di energia potenziale?
Diverse equazioni utilizzate nella scienza provengono da una potenziale equazione di energia. Un'equazione generale di energia potenziale significa che il lavoro svolto su un sistema è uguale all'energia potenziale persa. L'energia potenziale è qualsiasi energia immagazzinata in un sistema che viene persa al termine del lavoro. Si presenta in molte forme comuni, come l'energia potenziale gravitazionale persa quando qualcosa cade verso la Terra. In ogni forma, una potenziale equazione di energia mostrerà da dove proviene l'energia per eseguire il lavoro.
Le molle immagazzinano energia sotto forma di energia potenziale elastica che viene rilasciata quando la molla può rilassarsi. Lo stretching consente di immagazzinare energia e l'energia potenziale per una molla è uguale alla quantità di lavoro che la molla può fare quando si rilassa. Molti altri oggetti immagazzinano energia sotto forma di energia potenziale elastica, inclusi elastici e corde di chitarra. Entrambi sono allungati più duramente per causare una vibrazione più rapida che equivale a più lavoro a causa di una maggiore energia potenziale elastica.
La gravità può immagazzinare energia perché tutta la massa è leggermente attratta da altra massa. La potenziale equazione di energia per la gravità si presenta in molte forme. La gravità terrestre immagazzina energia potenziale e funziona quando gli oggetti vengono sollevati e lasciati attrarre verso la Terra. Mentre il carrello sale su una collina, la sua energia viene immagazzinata. Quando il carrello supera la collina, tutta l'energia potenziale immagazzinata viene rilasciata, causando il movimento più rapido del carrello o il lavoro. Altre potenziali equazioni energetiche per gravità coinvolgono orbite spaziali, movimento galattico e buchi neri.
Il cambiamento di temperatura rappresenta un lavoro e un'equazione energetica potenziale per i prodotti chimici di solito misura un cambiamento di temperatura. I prodotti chimici immagazzinano energia sotto forma di legami. Questi legami possono rompersi e cambiare posizione per liberare energia potenziale e aumentare la temperatura. Misurare questo cambiamento mostra quanta energia potenziale ha una reazione chimica. La benzina che brucia mostra come un liquido immagazzina energia potenziale e la rilascia per produrre calore estremo.
L'energia nucleare come la fissione è un esempio di energia potenziale nucleare. La potenza è uguale al lavoro svolto per un certo periodo di tempo e l'energia nucleare può essere calcolata da un'equazione dell'energia potenziale nucleare. Questa energia è immagazzinata nelle connessioni molto strette tra le parti che compongono gli atomi. Durante la fissione nucleare, gli atomi assorbono parti extra e diventano instabili. Una volta che gli atomi si scompongono in atomi più stabili, rilasciano l'energia immagazzinata nelle connessioni strette che si rompono.