Példa a potenciális energiára

Energia ez egy test vagy rendszer képessége a munka elvégzésére. A Helyzeti energia az, amelyet megszerez a elfoglalt pozíció, belül bizonyos mező. A lakott mezőtől függően a potenciális energia a következő besorolást szerzi:

A potenciális energia típusai:

A Gravitációs potenciális energia Akkor keletkezik, amikor a test vagy a rendszer egy gravitációs mezőben van.

A Elektromos potenciális energia Ez az, amelyet akkor szereznek be, amikor a test vagy a rendszer egy elektromos mezőben van.

A Mágneses potenciális energia akkor keletkezik, amikor a test vagy a rendszer egy mágneses mezőben van

A Rugalmas potenciális energia akkor nyilvánul meg, amikor egy rugó egy bizonyos feszültségszintnél felfüggesztésre kerül, és látensen hajlamos visszatérni eredeti alakjára.

Gravitációs potenciális energia 

A potenciális energia Newton második törvényén alapszik:

"A tárgyra kifejtett erő egyenesen arányos a tömegével, azzal a gyorsulással, amelyen halad."

A gravitációs térben a gyorsulást a gravitációs gyorsulás értéke képviseli:. Ennek az erőnek a test helyzete alapján létrejövő szorzatát, amelyet a gravitációs mezőben magasságként vagy távolságként kezelünk, gravitációs potenciális energiának nevezzük.

Ahol az egységek vannak:

Ez a leggyakrabban használt, a Föld bolygó felszínéhez közeli testekben kell kiszámítani. Ennek az Energiának az eredete vagy a referenciapont tetszőleges lehet. Ott az Energia nulla. Az a test, amely ettől a ponttól olyan távolságban van, megkövetelte, hogy egy mennyiségű energiát helyezzen oda. Más szempontból ez ugyanazt jelenti, mint az Energia, amely az adott test rendelkezésére áll ahhoz, hogy már ebben a helyzetben legyen.

A testnek már önmagában is van tömege, amely a gravitáció hatására a Súly nevű erővé válik, amelyet nyilván ugyanazon erőegységekben mérnek.:

Olyan módon, hogy a gravitációs potenciális energia a következőképpen jeleníthető meg:

Példák a gravitációs potenciál energiára

1. példa: Számítsa ki az íróasztal potenciális energiáját, amely egy épület második emeletén található, 4,5 méter magasságban. Tömege 90 kg.

Az alkalmazandó képlet a következő:

Megoldás:

2. példa: Számítsa ki annak a monolitnak a potenciális energiáját, amely egy domb tetején van, 10 méteres függőleges távolságban, 1200 kg tömeggel.

Az alkalmazandó képlet a következő:

Megoldás:

3. példa: Számítsa ki egy faágra lógó, 0,8829 Newton súlyú alma potenciális energiáját 3,2 méter magasságban.

Az alkalmazandó képlet a következő:

Rugalmas potenciális energia

Az elasztikus potenciális energiát a rugó nyújtási távolsága vagy nyomása, valamint a rugóállandó határozza meg, amelynek része. Ez az az energia, amelyet a rugó feszültség állapotában tárol.

Függetlenül attól, hogy összenyomódás vagy nyújtás-e, a rugó deformálódik az eredeti alakjától.

Ez a rugó összenyomásával vagy nyújtásával járó munka integrálásából származik: Erő (k) szorozva a távolságot (x) a távolság függvényében.

Az elasztikus potenciális energia ekvivalens ezzel az értékkel.

Elektromos potenciális energia

Amikor egy pozitív elektromos töltés az űr egy bizonyos helyén helyezkedik el, és egy újabb pozitív töltés közeledik, akkor az első részén visszataszító erő lesz.. Ezért a másodikban potenciális energia keletkezik.

A töltés elektromos potenciális energiája a következő:

És Coulomb törvényén alapszik:

A második pont töltés jelenléte következtében az elektromos ponttöltést befolyásoló erőt az alábbiak határozzák meg: