Wat is potentiële energie?

Potentiële energie is de opgeslagen energie van positie. Het kan worden beschouwd als energie die wordt 'opgeslagen' door elk fysiek systeem. Het wordt potentieel genoemd omdat het in zijn huidige vorm geen werk doet of veranderingen in zijn omgeving veroorzaakt. Het heeft echter het potentieel om te worden omgezet in verschillende vormen van energie, zoals kinetische energie. De standaardeenheid voor het meten van dergelijke energie is de joule.

Wanneer een object uit zijn oorspronkelijke positie wordt verplaatst en er energie is die het terug naar die positie trekt, heeft potentiële energie de neiging te bestaan. Een bal aan het einde van een veer heeft bijvoorbeeld energie die wordt omgezet in kinetische energie wanneer deze naar zijn oorspronkelijke positie mag terugkeren. Een gewicht dat boven de grond wordt gehouden, zal, wanneer het wordt vrijgegeven, potentiële energie hebben wanneer de zwaartekracht het terug naar zijn oorspronkelijke positie trekt.

Een van de belangrijkste principes van potentiële energie is de wet van behoud van energie, die stelt dat energie niet kan worden gecreëerd of vernietigd. De energie die wordt verbruikt om een ​​object op te tillen of een veer samen te drukken, verdwijnt niet eenvoudig, het wordt "opgeslagen" als potentiële energie. Het wordt dan vrijgegeven als kinetische energie door een herstellende kracht. De energie-invoer is gelijk aan de energie-uitvoer; er is geen winst of verlies in de totale energie.

Er zijn veel verschillende soorten potentiële energie. Potentiële elastische energie bestaat wanneer een elastisch object, zoals een boog of rubberen band, wordt uitgerekt of anderszins vervormd onder spanning. Potentiële chemische energie is gerelateerd aan de chemische bindingen in een molecuul. Bij chemische reacties wordt chemische potentiële energie omgezet in andere vormen van energie wanneer de bindingen worden verbroken en hervormd. Potentiële elektrische energie neemt drie primaire vormen aan: elektrostatisch, elektrodynamisch en nucleair.

Er bestaat potentiële elektrostatische energie wanneer een geladen deeltje in rust is. Het heeft potentiële energie vanwege zijn positie ten opzichte van andere geladen deeltjes. Er bestaat potentiële elektrodynamische energie door bewegende geladen deeltjes. Deze deeltjes kunnen een elektromagnetisch veld vormen dat andere objecten kan verplaatsen. Potentiële kernenergie bestaat vanwege de relaties tussen subatomaire deeltjes, zoals protonen, elektronen en neutronen, in de atoomkern.

In al zijn vele vormen wordt potentiële energie altijd gedefinieerd als energie die wordt opgeslagen in een systeem. Hoewel het op zichzelf geen werk kan doen, kan het worden veranderd in andere vormen van energie die verandering kunnen veroorzaken en werk kunnen doen.