Каковы различные примеры потенциальной энергии?

Потенциальная энергия - это концепция, которую проще понять как «запасенную энергию». Это энергия, запасенная в физической системе, обычно в результате положения объекта. Примеры потенциальной энергии включают те, которые связаны с гравитацией, упругостью, химией, электричеством и тепловой энергией.

Одним из способов объяснения энергии является то, что она всегда попадает в одну из двух форм: потенциальную и кинетическую. Некоторые ученые возражают против этого объяснения как слишком упрощенного или искусственного, но оно полезно для объяснения некоторых общих принципов. Кинетическая энергия связана с движением. Потенциальная энергия - это энергия, которая хранится в неподвижном объекте. Понимание этого может объяснить, как энергия продолжает существовать, даже когда ее эффекты не видны.

Один из самых простых примеров потенциальной энергии для понимания - это упругая потенциальная энергия. Это можно проиллюстрировать, откинув назад лук. Поскольку форма струны лука временно деформируется, при ее отпускании она пытается вернуться к своей первоначальной форме, производя энергию, которая движет стрелу. До тех пор, пока лук не будет выпущен, эта энергия существует в виде упругой потенциальной энергии.

Другим распространенным примером потенциальной энергии является гравитационная энергия. Падающий объект будет ускоряться благодаря кинетической энергии. Когда объект ударяется о землю, такое же количество энергии будет выделяться в виде тепла и звука при столкновении. Однако, прежде чем объект упадет, это количество энергии сохраняется как потенциальная энергия.

Количество гравитационной энергии будет зависеть как от массы объекта, так и от высоты, на которой он покоится. Если вы переместите книгу с одной полки на более высокую полку, потенциальная энергия книги увеличится. Может показаться странным, что та же книга может увеличить свою потенциальную энергию без каких-либо физических изменений. Тем не менее, увеличение потенциальной энергии будет происходить и будет равно энергии, которую вы тратите, поднимая книгу выше.

Химическая потенциальная энергия существует в том, как образуются атомы или молекулы. Эта энергия тогда выпущена и преобразована, когда вещество вовлечено в химическую реакцию. Например, когда топливо сжигается, его химическая потенциальная энергия преобразуется в тепло.

Потенциальная электрическая энергия бывает в нескольких формах. Электрически заряженный объект в состоянии покоя обладает потенциальной энергией, которая относится к другим близлежащим объектам, которые также электрически заряжены. Вариация этого для заряженных объектов, которые не находятся в покое; в этой ситуации существует потенциальная магнитная энергия. Из всех примеров потенциальной энергии, пожалуй, наиболее впечатляющим является электрически заряженные частицы внутри атомного ядра, которые содержат потенциальную ядерную энергию.