ポテンシャルエネルギーとは何ですか？

位置エネルギーは、位置の蓄積エネルギーです。 それは、あらゆる物理システムによって「蓄積」されるエネルギーと考えることができます。 現在の形では、仕事をしていないか、周囲に変化を引き起こしていないため、ポテンシャルと呼ばれます。 ただし、運動エネルギーなどのさまざまな形式のエネルギーに変換される可能性があります。 そのようなエネルギーを測定するための標準単位はジュールです。

オブジェクトが元の位置から移動し、その位置に引き戻すエネルギーがある場合、ポテンシャルエネルギーが存在する傾向があります。 たとえば、スプリングの端にあるボールには、元の位置に戻ることができるときに運動エネルギーに変換されるエネルギーがあります。 地面の上に保持された重りは、解放されると、重力が重さを元の位置に引き戻すときにポテンシャルエネルギーを持ちます。

ポテンシャルエネルギーの主要な原則の1つは、エネルギーの保存の法則であり、エネルギーの作成も破壊もできないというものです。 物体を持ち上げたり、ばねを圧縮したりするために費やしたエネルギーは、単純に消えるのではなく、潜在的なエネルギーとして「蓄積」されます。 その後、復元力により運動エネルギーとして放出されます。 エネルギー入力はエネルギー出力に等しくなります。 全体のエネルギーにゲインやロスはありません。

ポテンシャルエネルギーにはさまざまな種類があります。 潜在的な弾性エネルギーは、弓やゴムバンドなどの弾性物体が応力下で引き伸ばされるか、さもなければ変形するときに存在します。 潜在的な化学エネルギーは、分子内の化学結合に関連しています。 化学反応では、結合が破壊されて再形成されると、化学ポテンシャルエネルギーが他の形式のエネルギーに変換されます。 潜在的な電気エネルギーには、静電、電気力学、核の3つの主要な形式があります。

帯電粒子が静止している場合、潜在的な静電エネルギーが存在します。 他の荷電粒子との関係で位置があるため、ポテンシャルエネルギーがあります。 移動する荷電粒子のため、潜在的な電気力学的エネルギーが存在します。 これらの粒子は、他のオブジェクトを移動させる可能性のある電磁場を形成できます。 原子核内の陽子、電子、中性子などの素粒子間の関係により、潜在的な核エネルギーが存在します。

その多くの形態のすべてにおいて、ポテンシャルエネルギーは常にシステムに蓄積されるエネルギーとして定義されます。 それ自体では仕事をすることはできませんが、変化を引き起こして仕事をすることができる他の形のエネルギーに変えることができます。