Co to jest energia potencjalna?

Energia potencjalna to zmagazynowana energia pozycji. Można ją traktować jako energię „magazynowaną” przez dowolny układ fizyczny. Nazywa się to potencjałem, ponieważ w obecnej formie nie wykonuje żadnej pracy ani nie powoduje żadnych zmian w otoczeniu. Może on jednak zostać przekształcony w różne formy energii, takie jak energia kinetyczna. Standardową jednostką do pomiaru takiej energii jest dżul.

Kiedy obiekt zostaje przesunięty z pierwotnej pozycji, a energia ciągnie go z powrotem do tej pozycji, energia potencjalna zwykle istnieje. Na przykład kula na końcu sprężyny ma energię, która zostanie przekształcona w energię kinetyczną, gdy pozwoli się jej powrócić do pierwotnej pozycji. Ciężar utrzymywany nad ziemią po uwolnieniu będzie miał energię potencjalną, gdy grawitacja pociągnie ją z powrotem do pierwotnej pozycji.

Jedną z głównych zasad energii potencjalnej jest prawo zachowania energii, które stwierdza, że ​​energii nie można ani wytworzyć, ani zniszczyć. Energia wydana na podniesienie przedmiotu lub ściśnięcie sprężyny nie po prostu znika, jest „magazynowana” jako energia potencjalna. Jest on następnie uwalniany jako energia kinetyczna przez siłę przywracającą. Pobór energii jest równy wydajności energii; ogólna energia nie zyskuje ani nie traci.

Istnieje wiele różnych rodzajów energii potencjalnej. Potencjalna energia sprężysta istnieje, gdy elastyczny obiekt, taki jak łuk lub gumka, zostanie rozciągnięty lub inaczej zdeformowany pod wpływem naprężenia. Potencjalna energia chemiczna jest związana z wiązaniami chemicznymi w cząsteczce. W reakcjach chemicznych energia potencjalna chemiczna jest przekształcana w inne formy energii, ponieważ wiązania są zrywane i przekształcane. Potencjalna energia elektryczna przyjmuje trzy podstawowe formy: elektrostatyczną, elektrodynamiczną i jądrową.

Potencjalna energia elektrostatyczna istnieje, gdy naładowana cząstka jest w spoczynku. Ma energię potencjalną ze względu na swoje położenie względem innych naładowanych cząstek. Potencjalna energia elektrodynamiczna istnieje z powodu ruchu naładowanych cząstek. Cząstki te mogą tworzyć pole elektromagnetyczne, które ma potencjał do poruszania innymi obiektami. Potencjalna energia jądrowa istnieje ze względu na związki między cząstkami subatomowymi, takimi jak protony, elektrony i neutrony, w jądrze atomów.

We wszystkich swoich wielu formach energia potencjalna jest zawsze definiowana jako energia przechowywana w systemie. Chociaż nie może samodzielnie wykonywać żadnej pracy, można go zmienić na inne formy energii, które mogą powodować zmiany i działać.