דוגמאות לאנרגיה פוטנציאלית
Miscellanea / / July 04, 2021
עַל גוּפָנִיאנו קוראים לאנרגיה היכולת לעשות עבודה.
האנרגיה יכולה להיות:
אנרגיה פוטנציאלית
כשאנחנו מדברים על אנרגיה פוטנציאלית אנו מתייחסים לאנרגיה הנחשבת בתוך מערכת. האנרגיה הפוטנציאלית של גוף היא היכולת שיש לו לפתח פעולה בהתאם לכוחות שגופי המערכת מבצעים זה נגד זה.
במילים אחרות, אנרגיה פוטנציאלית היא היכולת לייצר עבודה כתוצאה ממיקום הגוף. לדוגמה: עפיפון, בלונים, רכבת הרים.
האנרגיה הפוטנציאלית של מערכת פיזית היא זו שאגרה המערכת. זוהי העבודה שנעשית על ידי כוחות במערכת פיזית להעביר אותה ממצב אחד למשנהו.
זה שונה מה- אנרגיה קינטיתמכיוון שהאחרון מתבטא רק כאשר גוף נמצא בתנועה, בעוד שאנרגיה פוטנציאלית זמינה כאשר הגוף אינו נייד.
חשוב לזכור שכשאנחנו מדברים על תנועה או חוסר תנועה של גוף, אנחנו תמיד עושים זאת מנקודת מבט מסוימת. כאשר אנו מדברים על אנרגיה פוטנציאלית, אנו מתייחסים לחוסר תנועה של גוף בתוך המערכת. לדוגמא, אדם שיושב ברכבת אינו נייד מנקודת מבט המערכת של תא הנוסעים שלו. עם זאת, אם מסתכלים מחוץ לרכבת, האדם נע.
סוגי אנרגיה פוטנציאלית
דוגמאות לאנרגיה פוטנציאלית
- בלונים. כאשר אנו ממלאים בלון אנו מכריחים א גַז להישאר במרחב תוחם. הלחץ שמפעיל אותו אוויר מותח את קירות הבלון. לאחר שסיימנו למלא את הבלון, המערכת אינה תנועתית. עם זאת, לאוויר הדחוס בתוך הבלון יש כמות גדולה של אנרגיה פוטנציאלית. אם בלון קופץ, אנרגיה זו הופכת לאנרגית קינטית וקולית.
- תפוח עץ על ענף עץ. בעודו מושעה, יש לו אנרגיה פוטנציאלית של כוח משיכה, אשר תהיה זמינה ברגע שהיא מנותקת מהענף.
- חבית. העפיפון תלוי באוויר בזכות השפעת הרוח. אם הרוח נעצרת, תהיה לה האנרגיה הפוטנציאלית של כוח המשיכה זמינה. העפיפון בדרך כלל גבוה מהתפוח על ענף העץ, כלומר אנרגיית הפוטנציאל הכבידתי שלו (משקל לגובה) גבוהה יותר. עם זאת, הוא נופל לאט יותר מתפוח. הסיבה לכך היא שהאוויר מפעיל כוח הפוך לזה של כוח המשיכה, המכונה "חיכוך". מכיוון שלחבית משטח גדול יותר מהתפוח, הוא סובל מכוח חיכוך גדול יותר בנפילתו.
- רכבת הרים. הנייד של רכבת ההרים מקבל את האנרגיה הפוטנציאלית שלו כשהוא מטפס אל הפסגות. פסגות אלה מתפקדות כנקודות שיווי משקל מכניות לא יציבות. כדי להגיע לראש הדף הראשון, על הנייד להשתמש בכוח המנוע שלו. עם זאת, לאחר העלייה, שאר המסע נעשה הודות לאנרגיה הפוטנציאלית הכבידתית, שיכולה אפילו לגרום לו לטפס לפסגות חדשות.
- מְטוּטֶלֶת. מטוטלת פשוטה היא עצם כבד הקשור לפיר על ידי חוט שאינו ניתן להרחבה (השומר על אורכו קבוע). אם נציב את האובייקט הכבד בגובה שני מטרים ונניח לו, בצד הנגדי של המטוטלת הוא יגיע לגובה של שני מטרים בדיוק. הסיבה לכך היא שאנרגיית הפוטנציאל הכבידתי שלה מביאה אותה להתנגד לכוח המשיכה באותה המידה שהיא נמשכה אליו. בסופו של דבר עצירות המטוטלות נעצרות בגלל כוח החיכוך של האוויר, אף פעם לא בגלל כוח הכבידה, מכיוון שכוח זה ממשיך לגרום לתנועה ללא הגבלת זמן.
- שב על ספה. הכרית (כרית) של הספה בה אנו יושבים דחוסה (מעוותת) על ידי משקלנו. אנרגיה פוטנציאלית אלסטית נמצאת בעיוות זה. אם יש נוצה על אותה הכרית, ברגע שאנחנו מוציאים את המשקל שלנו מהכרית, האנרגיה הפוטנציאלית האלסטית תשוחרר והנוצה תגורש על ידי האנרגיה הזו.
- תופים. בתוך סוללה ישנה כמות מסוימת של אנרגיה פוטנציאלית המופעלת רק על ידי הצטרפות למעגל חשמלי.
סוגים אחרים של אנרגיה
אנרגיה גיאותרמית | אנרגיה מכנית |
כוח הידרואלקטרי | אנרגיה פנימית |
כוח חשמלי | אנרגיית תרמית |
אנרגיה כימית | אנרגיה סולארית |
אנרגיית רוח | אנרגיה גרעינית |
אנרגיה קינטית | אנרגיית הקול |
אנרגיה קלורית | אנרגיה הידראולית |
אנרגיה פוטנציאלית |