Vad är skillnaden mellan potentiell och kinetisk energi?
Skillnaden mellan potentiell och kinetisk energi beror på en mycket enkel egenskap hos objektet. Om ett objekt rör sig, har det kinetisk energi, eller kinetisk energi är rörelsens energi. Potentiell energi är energi som lagras i ett objekt och kan frigöras under rätt förhållanden. Därför kommer skillnaden mellan potentiell och kinetisk energi ned på huruvida ett objekt rör sig eller inte.
Många objekt har potentiell energi som kan frigöras på många olika sätt. Bränslen och livsmedel innehåller potentiell energi som släpps ut som värme respektive kemisk energi. Fjädrar innehåller också potentiell energi. När en fjäder släpps frigörs den potentiella energin som kinetisk energi. Ett annat exempel på potentiell energi är gravitationspotentialenergi.
Gravitationspotentialenergi är en typ av energi som ett objekt har på grund av att det höjs över marken. Mängden gravitationspotentialenergi som objektet har när det lyfts kan bestämmas genom att mäta hur mycket arbete det tog för att få objektet dit med hjälp av höjden som det höjdes (h), dess massa (m) och gravitationsdragningen hos jord (g), som är 10 N / kg. Formeln för gravitationspotentialenergi är GPE = mgh. Exempelvis skulle en vikt på 50 kg som lyfts 5 m ha en GPE på 50 x 5 x 10 eller 2500 joule (J), enheten för energi.
Om den vikt som användes i det föregående exemplet släpptes skulle den tyngdkraftspotentialen förändras till kinetisk energi. Vikten börjar med endast gravitationspotentialenergi medan den hålls över marken. När den släpps börjar den påskyndas mot marken på grund av gravitationen. Som det gör kommer den att ha både potentiell och kinetisk energi. Ju närmare den kommer marken, desto mer av dess potentiella energi överförs till kinetisk energi tills den håller på att slå marken och all energi har förvandlats till kinetisk energi.
Detta är principen bakom bevarande av energi i fysiken. Energibesparing säger att energi varken kan förstöras eller skapas och det är en grundläggande fysikalisk lag. Uppifrån överfördes initialt den gravitationella potentiella energin från arbetet för att lyfta vikten. För det andra överfördes den kinetiska energin från den lagrade gravitationspotentialenergin med den upphöjda vikten. Med andra ord är potentialen och den kinetiska energin densamma.
Kinetisk energi beräknas med hjälp av massans (m) för ett objekt och dess hastighet (v) i följande ekvation - KE = ½ mv 2 (massa x hastighet kvadrat dividerat med 2). Med hjälp av vårt exempel ovan känner vi redan till den kinetiska energin i vikten eftersom potentialen och den kinetiska energin är desamma. Vikten har en kinetisk energi på 2500 J strax innan den träffar marken. Vi kan använda detta för att bestämma dess hastighet när den träffar marken eller dess slaghastighet. Genom att ordna om formeln för kinetisk energi får vi - v 2 = 2KE / m eller v 2 = 2 x 2500/50 = 100, så viktens hastighet är 10 m / s (kvadratroten på 100).