Potenciální energie je uložená nebo zadržená energie objektu. Často se staví do protikladu k energii kinetické.
Potenciální energie je ve fyzice energie, kterou má objekt vzhledem ke své poloze v silovém poli nebo kterou má soustava vzhledem ke způsobu uspořádání svých částí. Mezi běžné typy patří gravitační potenciální energie objektu, která závisí na jeho svislé poloze a hmotnosti, elastická potenciální energie natažené pružiny a elektrická potenciální energie náboje v elektrickém poli. Jednotkou energie v soustavě SI je joule (symbol J).
Potenciální energie je často spojována s obnovujícími silami, jako je pružina nebo gravitační síla. Působení natahování pružiny nebo zvedání hmoty provádí vnější síla, která působí proti silovému poli potenciálu. Tato práce je uložena v silovém poli, o němž se říká, že je uloženo jako potenciální energie. Pokud vnější sílu odstraníme, silové pole působí na těleso tak, že vykoná práci, když těleso přemístí zpět do výchozí polohy, čímž se zmenší natažení pružiny nebo způsobí pád tělesa. Když k tomu dojde, potenciální energie se změní na energii kinetickou. Celková energie zůstává stejná, protože platí zákon zachování energie.
Fyzikové říkají, že potenciální energie je rozdíl mezi energií předmětu v dané poloze a jeho energií v referenční poloze.
Jednoduché příklady
Přenášení kamene do kopce zvyšuje jeho potenciální energii působením gravitace. Natahování gumičky zvyšuje její elastickou potenciální energii, což je forma elektrické potenciální energie. Směs paliva a okysličovadla má chemickou potenciální energii, což je další forma elektrické potenciální energie. Také baterie mají chemickou potenciální energii.
Typy potenciální energie
Existují různé typy potenciální energie, z nichž každý je spojen s určitým typem síly.
Gravitační potenciální energie
Gravitační potenciální energie se projevuje u objektu, pokud v soustavě působí výška a hmotnost. Gravitační potenciální energie způsobuje, že se objekty pohybují směrem k sobě. Pokud je předmět zvednut do určité vzdálenosti od povrchu od Země, je pociťovaná síla způsobena hmotností a výškou.
Elektrická potenciální energie
Elektrickou potenciální energii pociťují různé i stejné náboje, když se odpuzují nebo přitahují. Náboje mohou být buď kladné (+), nebo záporné (-), přičemž opačné náboje se přitahují a podobné odpuzují. Pokud by byly dva náboje umístěny v určité vzdálenosti od sebe, lze potenciální energii uloženou mezi náboji vypočítat takto:
Elastická potenciální energie
Elastická potenciální energie vzniká, když se gumovitý materiál od sebe odtrhává nebo k sobě tlačí. Například pružina uchovává elastickou potenciální energii. Velikost potenciální energie, kterou materiál má, závisí na vzdálenosti, na kterou je tažen nebo tlačen. Čím delší je tlačená vzdálenost, tím větší elastickou potenciální energii materiál má. Pokud je materiál tažen nebo tlačen, lze potenciální energii vypočítat:
Související stránky
- Kinetická energie
Obrázky pro děti
-
Trebuš využívá gravitační potenciál. energii protizávaží k vrhání projektilů na vzdálenost přes dvě stě metrů
-
Pružiny se používají k ukládání elastické potenciální energie
-
Jednou z nejstarších aplikací elastické potenciální energie lidstva je lukostřelba
.
-
Gravitační síla udržuje planety na oběžné dráze kolem Slunce
-
Plazma vzniká uvnitř koule vyplněné plynem
.