Jakie są różne przykłady energii potencjalnej?

Energia potencjalna to koncepcja, którą można prościej zrozumieć jako „energię zmagazynowaną”. Jest to energia zmagazynowana w układzie fizycznym, zwykle w wyniku położenia obiektu. Przykłady energii potencjalnej obejmują te związane z grawitacją, elastycznością, chemią, elektrycznością i energią cieplną.

Jednym ze sposobów wyjaśnienia energii jest to, że zawsze przybiera ona jedną z dwóch form: potencjalną i kinetyczną. Niektórzy naukowcy sprzeciwiają się temu wyjaśnieniu jako zbyt uproszczonemu lub sztucznemu, ale jest on przydatny do wyjaśnienia niektórych ogólnych zasad. Energia kinetyczna jest związana z ruchem. Energia potencjalna to energia zmagazynowana w obiekcie stacjonarnym. Zrozumienie tego może wyjaśnić, w jaki sposób energia nadal istnieje, nawet jeśli jej efektów nie można zobaczyć.

Jednym z najłatwiejszych do zrozumienia przykładów energii potencjalnej jest elastyczna energia potencjalna. Można to zilustrować cofając łuk. Ponieważ kształt cięciwy łuku jest tymczasowo zdeformowany, po zwolnieniu spróbuje powrócić do swojego pierwotnego kształtu, wytwarzając w ten sposób energię, która napędza strzałę. Dopóki łuk nie zostanie zwolniony, energia ta istnieje jako elastyczna energia potencjalna.

Innym częstym przykładem energii potencjalnej jest energia grawitacyjna. Spadający obiekt przyspieszy dzięki energii kinetycznej. Kiedy obiekt uderzy w ziemię, ta sama ilość energii zostanie uwolniona w wyniku zderzenia z ciepłem i dźwiękiem. Jednak zanim obiekt spadnie, ta ilość energii jest magazynowana jako energia potencjalna.

Ilość energii grawitacyjnej będzie zależeć zarówno od masy obiektu, jak i wysokości, na której spoczywa. Jeśli przeniesiesz książkę z jednej półki na wyższą, potencjalna energia książki wzrośnie. Może wydawać się mylące, że ta sama książka może zwiększyć swoją energię potencjalną bez żadnych fizycznych zmian. Jednak wzrost energii potencjalnej będzie pochodził z energii równej energii wydanej na podniesienie książki wyżej.

Potencjalna energia chemiczna istnieje w sposobie tworzenia atomów lub cząsteczek. Energia ta jest następnie uwalniana i przekształcana, gdy substancja bierze udział w reakcji chemicznej. Na przykład podczas spalania paliwa jego chemiczna energia potencjalna jest przekształcana w ciepło.

Energia potencjalna elektryczna występuje w kilku postaciach. Obiekt naładowany elektrycznie w spoczynku ma energię potencjalną, która dotyczy innych pobliskich obiektów, które również są naładowane elektrycznie. Odmiana ta dotyczy ładowanych obiektów, które nie są w spoczynku; w tej sytuacji występuje energia potencjału magnetycznego. Ze wszystkich potencjalnych przykładów energii potencjalnie najbardziej spektakularne są elektrycznie naładowane cząstki wewnątrz jądra atomowego, które utrzymują energię potencjalną jądrową.