Che cos'è l'energia potenziale?
L'energia potenziale è l'energia immagazzinata della posizione. Può essere pensato come energia che viene “immagazzinata” da qualsiasi sistema fisico. Si chiama potenziale perché, nella sua forma attuale, non sta facendo alcun lavoro o sta causando alcun cambiamento nei suoi dintorni. Tuttavia, ha il potenziale per essere convertito in diverse forme di energia, come l'energia cinetica. L'unità standard per misurare tale energia è il joule.
Quando un oggetto viene spostato dalla sua posizione originale e c'è energia che lo riporta in quella posizione, l'energia potenziale tende ad esistere. Una palla alla fine di una molla, ad esempio, ha energia che verrà convertita in energia cinetica quando gli sarà permesso di ritornare alla sua posizione originale. Un peso tenuto al di sopra del terreno avrà, quando rilasciato, energia potenziale quando la gravità lo riporterà nella sua posizione originale.
Uno dei principi fondamentali dell'energia potenziale è la legge di conservazione dell'energia, che afferma che l'energia non può essere né creata né distrutta. L'energia impiegata per sollevare un oggetto o comprimere una molla non scompare semplicemente, ma viene “immagazzinata” come energia potenziale. Viene quindi rilasciato come energia cinetica da una forza ripristinante. L'energia immessa è uguale all'energia prodotta; non vi è alcun guadagno o perdita nell'energia complessiva.
Esistono molti tipi diversi di energia potenziale. La potenziale energia elastica esiste quando un oggetto elastico, come un arco o un elastico, viene allungato o deformato in altro modo sotto stress. La potenziale energia chimica è correlata ai legami chimici in una molecola. Nelle reazioni chimiche, l'energia potenziale chimica viene trasformata in altre forme di energia quando i legami vengono spezzati e riformati. La potenziale energia elettrica assume tre forme primarie: elettrostatica, elettrodinamica e nucleare.
La potenziale energia elettrostatica esiste quando una particella carica è a riposo. Ha energia potenziale a causa della sua posizione rispetto ad altre particelle cariche. La potenziale energia elettrodinamica esiste a causa del movimento di particelle cariche. Queste particelle possono formare un campo elettromagnetico che ha il potenziale per spostare altri oggetti. La potenziale energia nucleare esiste a causa delle relazioni tra particelle subatomiche, come protoni, elettroni e neutroni, nel nucleo degli atomi.
In tutte le sue molteplici forme, l'energia potenziale è sempre definita come energia immagazzinata in un sistema. Sebbene non possa svolgere alcun lavoro da solo, può essere cambiato in altre forme di energia che possono causare cambiamenti e funzionare.