ポテンシャルエネルギーの公式は何ですか？

位置エネルギーは、オブジェクトに保存されているエネルギーです。 適切な条件下では、このエネルギーは運動エネルギーまたは運動エネルギーとして放出されます。 多くの異なる種類のオブジェクトには、燃料、食物、ばねなどのエネルギーが位置エネルギーとして保存されています。 オブジェクトのポテンシャルエネルギーは、ポテンシャルエネルギーの式を使用して計算できます。

エネルギーの貯蔵方法に基づいて、さまざまな種類のポテンシャルエネルギーがあります。 食物と燃料には化学ポテンシャルエネルギーが含まれていますが、伸びた弾性バンドには弾性ポテンシャルエネルギーがあります。 使用されるポテンシャルエネルギーの式は、保存されるエネルギーの種類によって異なります。 この記事では、議論されるポテンシャルエネルギーの式は重力ポテンシャルエネルギー用です。 重力ポテンシャルエネルギーは、通常は地球の表面である基準点からのオブジェクトの高さによるオブジェクトのポテンシャルエネルギーです。

物体のポテンシャルエネルギーを計算するには、ポテンシャルエネルギー（PE）の式はPE = mghです 。ここで、mはキログラム（kg） 単位の物体の質量、gは重力場の強度、hは物体の高さです。メートル（m）。 まれに、重力場を変化させるのに十分なほど高く持ち上げられたオブジェクトではないため、9.8 m / s2（メートル/秒2乗）がポテンシャルエネルギーの式でほとんど常に使用されます。 場合によっては、重力ポテンシャルエネルギーが計算されていることを示すために、PEの代わりにGPEが使用されます。

たとえば、25 kgの重りを地面から5 m持ち上げます。 地面に置かれたときと比較して、ポテンシャルエネルギーの変化は、PE = mgh = 25 x 9.8 x 5 = 1225ジュール（J）のような式に数値を代入することで計算できます。 ジュールは、エネルギーの測定に使用される単位であり、ジェームズジュールという科学者にちなんで命名されています。 1800年代半ば、ジュールは多くの実験を行い、熱とエネルギーが本当に同じものであることを証明しました。

前の例から、重量には1225 Jの蓄積エネルギー、つまり位置エネルギーがあることがわかりました。 これが意味することは、重量が解放された場合、この蓄積されたエネルギーは地面に向かって落ちたときに運動エネルギーに変換されるということです。 エネルギーは保存されます-作成も失われません。 その結果、重量が地面に当たる直前に、その運動エネルギーはそのポテンシャルエネルギー、つまり1225 Jと同じになります。