Что такое уравнение потенциальной энергии?

Несколько уравнений, используемых в науке, происходят из уравнения потенциальной энергии. Общее уравнение потенциальной энергии означает, что работа, проделанная с системой, равна потере потенциальной энергии. Потенциальная энергия - это любая запасенная энергия в системе, которая теряется при выполнении работы. Это происходит во многих распространенных формах, таких как гравитационная потенциальная энергия, теряемая, когда что-то падает на Землю. В каждой форме уравнение потенциальной энергии покажет, откуда взялась энергия для выполнения работы.

Пружины хранят энергию в форме упругой потенциальной энергии, которая высвобождается, когда пружине дают расслабиться. Растяжение позволяет накапливать энергию, а потенциальная энергия для пружины равна объему работы, которую может выполнить пружина, когда она расслабляется. Многие другие объекты хранят энергию в форме упругой потенциальной энергии, в том числе резинки и гитарные струны. Оба растягиваются сильнее, чтобы вызвать более быструю вибрацию, что равносильно увеличению работы из-за большей упругой потенциальной энергии.

Гравитация может хранить энергию, потому что вся масса слегка притягивается к другой массе. Уравнение потенциальной энергии для гравитации существует во многих формах. Земное притяжение накапливает потенциальную энергию и работает, когда объекты поднимаются и позволяют притягиваться обратно к Земле. Когда тележка поднимается в гору, ее энергия накапливается. Когда тележка движется по склону, вся накопленная потенциальная энергия высвобождается, в результате чего тележка движется быстрее или выполняет работу. Другие уравнения потенциальной энергии для гравитации включают космические орбиты, движение галактик и черные дыры.

Изменение температуры представляет собой работу, и уравнение потенциальной энергии для химических веществ обычно измеряет изменение температуры. Химические вещества хранят энергию в форме связей. Эти связи могут разрушиться и изменить положение, чтобы высвободить потенциальную энергию и повысить температуру. Измерение этого изменения показывает, сколько потенциальной энергии имеет химическая реакция. Сжигание бензина показывает, как жидкость накапливает потенциальную энергию и выделяет ее для производства экстремального тепла.

Ядерная энергия, такая как деление, является примером ядерной потенциальной энергии. Мощность равна работе, проделанной в течение определенного периода времени, и ядерная энергия может быть рассчитана из уравнения потенциальной ядерной энергии. Эта энергия хранится в очень тесных связях между частями, которые составляют атомы. Во время ядерного деления атомы поглощают дополнительные части и становятся нестабильными. Как только атомы распадаются на более стабильные атомы, они высвобождают энергию, запасенную в плотных связях, которые разрушаются.