Esempio di energia potenziale

Energia è la capacità di un corpo o di un sistema di eseguire un lavoro. Il Energia potenziale è quello che viene acquisito da a posizione occupata, entro certo campo. A seconda del campo che viene abitato, l'Energia Potenziale acquisisce la seguente classificazione:

Tipi di energia potenziale:

Il Energia potenziale gravitazionale Viene generato quando il corpo o il sistema si trova in un campo gravitazionale.

Il Energia potenziale elettrica È uno che viene acquisito quando il corpo o il sistema si trova all'interno di un campo elettrico.

Il Energia potenziale magnetica sorge quando il corpo o il sistema si trova all'interno di un campo magnetico

Il Energia potenziale elastica si manifesta quando una molla è sospesa ad un certo livello di tensione, ed ha una tendenza latente a ritornare alla sua forma originaria.

Energia potenziale gravitazionale 

L'energia potenziale si basa sulla seconda legge di Newton:

"La Forza applicata a un oggetto è direttamente proporzionale alla sua massa, con l'accelerazione alla quale viaggia."

In un Campo Gravitazionale, l'accelerazione è rappresentata dal valore dell'accelerazione di gravità:. Il prodotto di quella Forza per la posizione del corpo, che in un Campo Gravitazionale è trattato come Altezza o Distanza, è chiamato Energia Potenziale Gravitazionale.

Dove sono le unità:

È il più utilizzato, da calcolare nei corpi vicini alla superficie del pianeta Terra. L'origine o il punto di riferimento di questa Energia può essere arbitrario. Lì l'Energia è zero. Il corpo che si trova a una tale distanza da quel punto ha richiesto che una quantità di Energia fosse collocata lì. Da un'altra prospettiva, questo significa lo stesso dell'Energia che quel corpo ha a disposizione per essere già in quella posizione.

Il corpo di per sé ha già una massa, la quale, quando risente dell'azione della gravità, diventa una forza chiamata Peso, che ovviamente si misura nelle stesse unità di Forza.:

In modo tale che l'energia potenziale gravitazionale può essere rappresentata come:

Esempi di energia potenziale gravitazionale

Esempio n. 1: Calcola l'energia potenziale di una scrivania che si trova al secondo piano di un edificio, ad un'altezza di 4,5 metri. La sua massa è di 90 Kg.

La formula da applicare è:

Soluzione:

Esempio n. 2: Calcola l'energia potenziale di un monolite che si trova in cima a una collina a 10 metri di distanza verticale, con una massa di 1.200 Kg.

La formula da applicare è:

Soluzione:

Esempio n. 3: Calcola l'energia potenziale di una mela appesa a un ramo di un albero, del peso di 0,8829 Newton, ad un'altezza di 3,2 metri.

La formula da applicare è:

Energia potenziale elastica

L'Energia Potenziale Elastica è determinata dalla distanza di allungamento o pressione della molla e dalla costante della molla di cui fa parte. È l'energia immagazzinata dalla molla nella sua condizione di tensione.

Indipendentemente dal fatto che si tratti di compressione o allungamento, c'è una distanza che la molla si deforma dalla sua forma originale.

Deriva dall'integrazione del Lavoro coinvolto nella compressione o stiramento della molla: Forza (k) per Distanza (x) in funzione della Distanza.

L'energia potenziale elastica è equivalente a questo valore.

Energia potenziale elettrica

Quando una carica elettrica positiva si trova in un certo punto dello spazio e un'altra carica positiva si avvicina, ci sarà una forza repulsiva da parte della prima. Pertanto, nel secondo verrà generata un'energia potenziale.

L'energia potenziale elettrica di una carica è rappresentata:

E si basa sulla legge di Coulomb:

La Forza che agisce su una carica elettrica puntiforme in conseguenza della presenza di una seconda carica puntiforme, è definita da: