Что такое потенциальная энергия?

Потенциальная энергия - это запасенная энергия положения. О ней можно думать как о энергии, которая «накапливается» любой физической системой. Это называется потенциалом, потому что в его нынешнем виде он не выполняет никакой работы и не вызывает каких-либо изменений в своем окружении. Однако он может быть преобразован в различные виды энергии, такие как кинетическая энергия. Стандартной единицей измерения такой энергии является джоуль.

Когда объект смещается из своего первоначального положения, и существует энергия, притягивающая его обратно в это положение, потенциальная энергия имеет тенденцию существовать. Например, шар в конце пружины обладает энергией, которая будет преобразована в кинетическую энергию, если ему будет позволено вернуться в исходное положение. Вес, удерживаемый над землей, при освобождении будет обладать потенциальной энергией, поскольку гравитация возвращает его в исходное положение.

Одним из основных принципов потенциальной энергии является закон сохранения энергии, который гласит, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена. Энергия, затрачиваемая на подъем объекта или сжатие пружины, не просто исчезает, она «сохраняется» как потенциальная энергия. Это тогда выпущено как кинетическая энергия восстанавливающей силой. Вход энергии равен выходу энергии; нет никакой выгоды или потери в общей энергии.

Существует много разных типов потенциальной энергии. Потенциальная упругая энергия существует, когда упругий объект, такой как лук или резиновая лента, растягивается или иным образом деформируется под нагрузкой. Потенциальная химическая энергия связана с химическими связями в молекуле. В химических реакциях химическая потенциальная энергия преобразуется в другие виды энергии, поскольку связи разрушаются и преобразуются. Потенциальная электрическая энергия принимает три основных формы: электростатическая, электродинамическая и ядерная.

Потенциальная электростатическая энергия существует, когда заряженная частица находится в покое. Он имеет потенциальную энергию из-за своего положения по отношению к другим заряженным частицам. Потенциальная электродинамическая энергия существует из-за движущихся заряженных частиц. Эти частицы могут образовывать электромагнитное поле, которое может перемещать другие объекты. Потенциальная ядерная энергия существует из-за связей между субатомными частицами, такими как протоны, электроны и нейтроны, в ядре атомов.

Во всех своих многочисленных формах потенциальная энергия всегда определяется как энергия, которая хранится в системе. Хотя он не может работать самостоятельно, он может быть изменен на другие виды энергии, которые могут вызвать изменения и выполнять работу.