Potenciālās enerģijas piemērs

Enerģija tā ir ķermeņa vai sistēmas spēja veikt darbu. The Potenciālā enerģija ir tas, kuru iegūst a ieņemtā pozīcija, ietvaros noteiktā jomā. Atkarībā no apdzīvotā lauka potenciālā enerģija iegūst šādu klasifikāciju:

Potenciālās enerģijas veidi:

The Gravitācijas potenciālā enerģija Tas tiek ģenerēts, kad ķermenis vai sistēma atrodas gravitācijas laukā.

The Elektriskā potenciālā enerģija Tas tiek iegūts, kad ķermenis vai sistēma atrodas elektriskajā laukā.

The Magnētiskā potenciālā enerģija rodas, kad ķermenis vai sistēma atrodas magnētiskajā laukā

The Elastīgā potenciālā enerģija tas izpaužas, kad atspere ir piekārta noteiktā spriedzes līmenī, un tai ir latenta tendence atgriezties sākotnējā formā.

Gravitācijas potenciālā enerģija 

Potenciālās enerģijas pamatā ir Ņūtona otrais likums:

"Objektam pieliktais spēks ir tieši proporcionāls tā masai ar paātrinājumu, ar kādu tas pārvietojas."

Gravitācijas laukā paātrinājumu attēlo gravitācijas paātrinājuma vērtība:. Šī Spēka produkts pēc ķermeņa stāvokļa, kas gravitācijas laukā tiek apstrādāts kā augstums vai attālums, tiek saukts par gravitācijas potenciālo enerģiju.

Ja vienības ir:

Tas ir visbiežāk izmantotais, ko aprēķina ķermeņos netālu no planētas Zemes virsmas. Šīs enerģijas izcelsme vai atskaites punkts var būt patvaļīgs. Tur Enerģija ir nulle. Ķermenis, kas atrodas tādā attālumā no šī punkta, ir prasījis, lai tur tiktu novietots Enerģijas daudzums. No citas perspektīvas tas nozīmē to pašu enerģiju, kas šim ķermenim ir pieejama, lai jau atrastos šajā pozīcijā.

Ķermenim pašam jau ir masa, kuru, iedarbojoties uz gravitācijas darbību, kļūst spēks, ko sauc par svaru, kas acīmredzami tiek mērīts tajās pašās spēka vienībās.:

Tādā veidā, ka gravitācijas potenciālo enerģiju var attēlot kā:

Gravitācijas potenciālās enerģijas piemēri

1. piemērs: Aprēķiniet rakstāmgalda potenciālu enerģiju, kas atrodas ēkas otrajā stāvā 4,5 metru augstumā. Tās masa ir 90 kg.

Piemērojamā formula ir:

Risinājums:

2. piemērs: Aprēķiniet potenciālu enerģiju monolītam, kas atrodas kalna galā 10 metru vertikālā attālumā un kura masa ir 1200 kg.

Piemērojamā formula ir:

Risinājums:

3. piemērs: Aprēķiniet potenciālu enerģiju ābolam, kas 3,2 metru augstumā karājas no koka zara un sver 0,8829 Ņūtons.

Piemērojamā formula ir:

Elastīgā potenciālā enerģija

Elastīgo potenciālu enerģiju nosaka pēc atsperes stiepšanās attāluma vai spiediena un ar tās pavasara konstanti, kuras daļa tā ir. Tā ir enerģija, ko pavasaris uzkrāj spriedzes stāvoklī.

Neatkarīgi no tā, vai tā ir saspiešana vai stiepšanās, atsperes deformācijas attālums ir no sākotnējās formas.

Tas nāk no tā darba integrācijas, kas saistīts ar atsperes saspiešanu vai izstiepšanu: Spēks (k) reizes Attālums (x) kā Attāluma funkcija.

Elastīgā potenciālā enerģija ir ekvivalenta šai vērtībai.

Elektriskā potenciālā enerģija

Kad pozitīvs elektriskais lādiņš atrodas noteiktā kosmosa vietā un tuvojas vēl viens pozitīvs lādiņš, no pirmā puses būs atgrūšanas spēks. Tāpēc otrajā tiks ģenerēta potenciālā enerģija.

Elektriskā potenciālā uzlādes enerģija ir attēlota:

Un tas ir balstīts uz Kulona likumu:

Spēku, kas ietekmē punkta elektrisko lādiņu otrā punkta lādiņa klātbūtnes rezultātā, nosaka: