Exemplu de energie potențială

Energie este capacitatea unui corp sau a unui sistem de a efectua lucrări. Energie potențială este cel care este dobândit de un poziție care este ocupată, în anumit domeniu. În funcție de câmpul care este locuit, energia potențială dobândește următoarea clasificare:

Tipuri de energie potențială:

Energia potențială gravitațională Este generat atunci când corpul sau sistemul se află într-un câmp gravitațional.

Energie potențială electrică Este unul care este dobândit atunci când corpul sau sistemul se află într-un câmp electric.

Energie potențială magnetică apare atunci când corpul sau sistemul se află într-un câmp magnetic

Energie potențială elastică se manifestă atunci când un arc este suspendat la un anumit nivel de tensiune și are tendința latentă de a reveni la forma inițială.

Energia potențială gravitațională 

Energia potențială se bazează pe a doua lege a lui Newton:

„Forța aplicată unui obiect este direct proporțională cu masa acestuia, cu accelerația la care se deplasează.”

Într-un câmp gravitațional, accelerația este reprezentată de valoarea accelerației gravitației:. Produsul acelei forțe prin poziția corpului, care într-un câmp gravitațional este tratat ca înălțime sau distanță, se numește energie potențială gravitațională.

Unde sunt unitățile:

Este cel mai frecvent utilizat, pentru a fi calculat în corpurile din apropierea suprafeței planetei Pământ. Originea sau punctul de referință pentru această Energie poate fi arbitrară. Acolo Energia este zero. Corpul care se află la o astfel de distanță de acel punct a necesitat o cantitate de energie pentru a fi plasată acolo. Dintr-o altă perspectivă, aceasta înseamnă la fel ca Energia pe care corpul respectiv o are pentru a fi deja în acea poziție.

Corpul de la sine are deja o masă care, atunci când este afectată de acțiunea gravitației, devine o forță numită Greutate, care este evident măsurată în aceleași unități de Forță.:

În așa fel încât energia potențială gravitațională să poată fi reprezentată ca:

Exemple de energie potențială gravitațională

Exemplul # 1: Calculați energia potențială a unui birou care se află la etajul al doilea al unei clădiri, la o înălțime de 4,5 metri. Masa sa este de 90 Kg.

Formula care trebuie aplicată este:

Soluţie:

Exemplul # 2: Calculați energia potențială a unui monolit care se află pe vârful unui deal la 10 metri distanță verticală, cu o masă de 1.200 Kg.

Formula care trebuie aplicată este:

Soluţie:

Exemplul # 3: Calculați energia potențială a unui măr atârnat de o ramură de copac, cântărind 0,8829 Newton, la o înălțime de 3,2 metri.

Formula care trebuie aplicată este:

Energie potențială elastică

Energia potențială elastică este determinată de distanța de întindere sau de presiunea arcului și de constanta arcului din care face parte. Este energia stocată de arc în starea sa de tensiune.

Indiferent dacă este vorba de comprimare sau de întindere, există o distanță în care arcul se deformează de forma inițială.

Provine din integrarea Lucrării implicate în compresia sau întinderea arcului: Forța (k) ori Distanța (x) în funcție de Distanță.

Energia potențială elastică este echivalentă cu această valoare.

Energie potențială electrică

Când o sarcină electrică pozitivă este situată într-un anumit loc din spațiu și se apropie o altă sarcină pozitivă, va exista o forță respingătoare din partea primei. Prin urmare, o energie potențială va fi generată în a doua.

Energia electrică potențială a unei încărcări este reprezentată:

Și se bazează pe Legea lui Coulomb:

Forța care afectează o sarcină electrică punctuală ca o consecință a prezenței unei a doua sarcini punctuale, este definită de: