Esimerkki potentiaalisesta energiasta

Energia se on kehon tai järjestelmän kyky suorittaa työtä. Mahdollinen energia on se, jonka a miehitetty asemasisällä tietyllä alalla. Asutetusta kentästä riippuen potentiaalienergia saa seuraavan luokituksen:

Potentiaalisen energian tyypit:

Gravitaatiopotentiaalienergia Se syntyy, kun keho tai järjestelmä on painovoimakentässä.

Sähköpotentiaalienergia Se hankitaan, kun runko tai järjestelmä on sähkökentässä.

Magneettinen potentiaalinen energia syntyy, kun keho tai järjestelmä on magneettikentässä

Elastinen potentiaalinen energia se ilmenee, kun jousi on ripustettu tietyllä jännitystasolla, ja sillä on piilevä taipumus palata alkuperäiseen muotoonsa.

Gravitaatiopotentiaalienergia 

Potentiaalinen energia perustuu Newtonin toiseen lakiin:

"Kohteeseen kohdistettu voima on suoraan verrannollinen sen massaan kiihtyvyydellä, jolla se kulkee."

Gravitaatiokentässä kiihtyvyyttä edustaa painovoiman kiihtyvyyden arvo:. Tuon voiman tulosta kehon sijainnin perusteella, jota painovoimakentässä käsitellään korkeudella tai etäisyydellä, kutsutaan painovoiman potentiaaliseksi energiaksi.

Missä yksiköt ovat:

Se on yleisimmin käytetty, laskettava kappaleina lähellä maaplaneetan pintaa. Tämän energian alkuperä tai vertailupiste voi olla mielivaltainen. Siellä energia on nolla. Runko, joka on sellaisella etäisyydellä siitä pisteestä, on edellyttänyt määrän energian sijoittamista sinne. Toisesta näkökulmasta tämä tarkoittaa samaa kuin energiaa, jonka sillä ruumiilla on käytettävissään jo ollakseen tässä asennossa.

Keholla itsessään on jo massa, josta painovoiman vaikutuksesta tulee voimaksi nimeltä Paino, joka mitataan ilmeisesti samoissa voimayksiköissä.:

Siten, että painovoiman potentiaalinen energia voidaan esittää seuraavasti:

Esimerkkejä painovoiman potentiaalienergiasta

Esimerkki # 1: Laske rakennuksen toisessa kerroksessa 4,5 metrin korkeudessa sijaitsevan työpöydän potentiaalinen energia. Sen massa on 90 kg.

Käytettävä kaava on:

Ratkaisu:

Esimerkki # 2: Laske kukkulan huipulla 10 metrin pystysuoralla etäisyydellä olevan mäen, jonka paino on 1200 kg, potentiaalienergia.

Käytettävä kaava on:

Ratkaisu:

Esimerkki # 3: Laske puun oksasta roikkuvan omenan potentiaalienergia, jonka paino on 0,8829 Newton, 3,2 metrin korkeudessa.

Käytettävä kaava on:

Elastinen potentiaalinen energia

Elastinen potentiaalienergia määräytyy jousen venytysmatkan tai paineen ja jousen vakion mukaan, jonka osa se on. Se on jousen varastoima energia jännitysolosuhteissaan.

Riippumatta siitä, onko kyseessä puristus vai venytys, jousen muoto on epämuodostunut alkuperäisestä muodostaan.

Se tulee jousen puristamiseen tai venyttämiseen liittyvän työn integroinnista: Voima (k) kertaa Etäisyys (x) etäisyyden funktiona.

Elastinen potentiaalienergia vastaa tätä arvoa.

Sähköpotentiaalienergia

Kun positiivinen sähkövaraus sijaitsee tietyssä paikassa avaruudessa ja toinen positiivinen varaus lähestyy, ensimmäisen osan kohdalla on vastenmielinen voima. Siksi potentiaalinen energia syntyy toisessa.

Latauksen sähköinen potentiaalinen energia on esitetty:

Ja se perustuu Coulombin lakiin:

Voima, joka vaikuttaa pisteen sähkövaraukseen toisen pisteisen varauksen seurauksena, määritetään seuraavasti: