Przykład energii potencjalnej

Energia jest to zdolność organizmu lub systemu do wykonywania pracy. Energia potencjalna to ten, który jest nabywany przez a zajmowane stanowisko, w ciągu pewne pole. W zależności od zasiedlonego pola Energia Potencjalna uzyskuje następującą klasyfikację:

Rodzaje energii potencjalnej:

Grawitacyjna energia potencjalna Jest generowany, gdy ciało lub system znajduje się w polu grawitacyjnym.

Elektryczna energia potencjalna Jest to taki, który nabywa się, gdy ciało lub system znajduje się w polu elektrycznym.

Magnetyczna energia potencjalna powstaje, gdy ciało lub system znajduje się w polu magnetycznym

Elastyczna Energia potencjalna objawia się to, gdy sprężyna jest zawieszona na pewnym poziomie napięcia i ma ukrytą tendencję do powrotu do pierwotnego kształtu.

Grawitacyjna energia potencjalna 

Energia potencjalna jest oparta na drugim prawie Newtona:

„Siła przyłożona do obiektu jest wprost proporcjonalna do jego masy, wraz z przyspieszeniem, z jakim się porusza”.

W polu grawitacyjnym przyspieszenie jest reprezentowane przez wartość przyspieszenia grawitacyjnego:. Produkt tej siły przez pozycję ciała, który w polu grawitacyjnym jest traktowany jako wysokość lub odległość, nazywa się grawitacyjną energią potencjalną.

Gdzie jednostki to:

Jest to najczęściej używane, obliczane w ciałach w pobliżu powierzchni Ziemi. Pochodzenie lub punkt odniesienia dla tej Energii może być dowolny. Tam Energia jest zerowa. Ciało, które znajduje się w takiej odległości od tego punktu, wymagało umieszczenia tam pewnej ilości energii. Z innej perspektywy oznacza to to samo, co Energia, którą to ciało ma do dyspozycji, aby być już w tej pozycji.

Samo ciało ma już masę, która pod wpływem grawitacji staje się siłą zwaną wagą, mierzoną oczywiście w tych samych jednostkach siły.:

W taki sposób, że potencjalną energię grawitacyjną można przedstawić jako:

Przykłady grawitacyjnej energii potencjalnej

Przykład nr 1: Oblicz potencjalną energię biurka znajdującego się na drugim piętrze budynku na wysokości 4,5 metra. Jego masa to 90 kg.

Formuła do zastosowania to:

Rozwiązanie:

Przykład nr 2: Oblicz energię potencjalną monolitu, który znajduje się na szczycie wzgórza w odległości 10 metrów w pionie i ma masę 1200 kg.

Formuła do zastosowania to:

Rozwiązanie:

Przykład nr 3: Oblicz energię potencjalną jabłka zwisającego z gałęzi drzewa o wadze 0,8829 Newtona na wysokości 3,2 metra.

Formuła do zastosowania to:

Elastyczna Energia potencjalna

Elastyczna energia potencjalna jest określana przez odległość rozciągania lub nacisk sprężyny oraz przez stałą sprężyny, której jest częścią. Jest to energia zmagazynowana przez sprężynę w stanie naprężenia.

Niezależnie od tego, czy jest to ściskanie, czy rozciąganie, sprężyna odkształca się w pewnej odległości od swojego pierwotnego kształtu.

Pochodzi z integracji Dzieła zaangażowanego w ściskanie lub rozciąganie sprężyny: Siła (k) razy Odległość (x) jako funkcja Odległość.

Elastyczna energia potencjalna jest równoważna tej wartości.

Elektryczna energia potencjalna

Kiedy dodatni ładunek elektryczny znajduje się w określonym miejscu w przestrzeni i zbliża się kolejny dodatni ładunek, pojawi się siła odpychająca ze strony pierwszego. Dlatego energia potencjalna zostanie wygenerowana w drugim.

Elektryczna energia potencjalna ładunku jest reprezentowana:

I opiera się na prawie Coulomba:

Siła, która oddziałuje na punktowy ładunek elektryczny w wyniku obecności drugiego ładunku punktowego, jest określona przez: