Potentiel energi er den oplagrede eller opsparede energi i et objekt. Den står ofte i modsætning til kinetisk energi.
I fysikken er potentiel energi den energi, som et objekt har på grund af sin placering i et kraftfelt, eller som et system har på grund af den måde, hvorpå dets dele er anbragt. Almindelige typer omfatter den gravitationelle potentielle energi af et objekt, der afhænger af dets lodrette position og masse, den elastiske potentielle energi af en udstrakt fjeder og den elektriske potentielle energi af en ladning i et elektrisk felt. SI-enheden for energi er joule (symbol J).
Potentialeenergi er ofte forbundet med genoprettende kræfter som f.eks. en fjeder eller tyngdekraften. Virkningen af at strække fjederen eller løfte massen udføres af en ydre kraft, der virker mod potentialets kraftfelt. Dette arbejde lagres i kraftfeltet, som siges at være lagret som potentiel energi. Hvis den ydre kraft fjernes, virker kraftfeltet på kroppen for at udføre arbejdet, idet det flytter kroppen tilbage til udgangspositionen, hvilket reducerer fjederens udstrækning eller får en krop til at falde. Når dette sker, ændres den potentielle energi til kinetisk energi. Den samlede energi forbliver den samme på grund af loven om energiens bevarelse.
Fysikere siger, at potentiel energi er forskellen mellem energien af et objekt i en given position og dets energi i en referenceposition.
Simple eksempler
Hvis man bringer en sten op ad bakke, øges dens potentielle energi under tyngdekraften. Når man strækker et elastikbånd, øges dets elastiske potentielle energi, som er en form for elektrisk potentiel energi. En blanding af et brændstof og et oxidationsmiddel har en kemisk potentiel energi, som er en anden form for elektrisk potentiel energi. Batterier har også kemisk potentiel energi.
Typer af potentiel energi
Der findes forskellige typer af potentiel energi, som hver især er forbundet med en bestemt type kraft.
Gravitationspotentiel energi
Gravitationspotentiel energi opleves af et objekt, når højde og masse er en faktor i systemet. Gravitationspotentiel energi får objekter til at bevæge sig mod hinanden. Hvis en genstand løftes i en vis afstand fra jordens overflade, er den kraft, der opleves, forårsaget af vægt og højde.
Elektrisk potentiel energi
Elektrisk potentiel energi opleves af både forskellige og ens ladninger, når de frastøder eller tiltrækker hinanden. Ladninger kan enten være positive (+) eller negative (-), hvor modsatte ladninger tiltrækkes og ens ladninger frastøder hinanden. Hvis to ladninger blev placeret i en vis afstand fra hinanden, kan den potentielle energi, der er lagret mellem ladningerne, beregnes ved:
Elastisk potentiel energi
Elastisk potentiel energi opleves, når et gummiagtigt materiale trækkes væk eller skubbes sammen. En fjeder lagrer f.eks. elastisk potentiel energi. Mængden af potentiel energi, som materialet har, afhænger af den afstand, der trækkes eller skubbes. Jo længere afstand der skubbes, jo større er den elastiske potentielle energi, som materialet har. Hvis et materiale trækkes eller skubbes, kan den potentielle energi beregnes ved at:
Relaterede sider
- Kinetisk energi
Billeder for børn
-
En trebuchet bruger det gravitationelle potentiale energi fra modvægten til at kaste projektiler over to hundrede meter
-
Fjedre bruges til opbevaring af elastisk potentiel energi
-
Bueskydning er en af menneskehedens ældste anvendelser af elastisk potentiel energi
-
Gravitationskraften holder planeterne i kredsløb om Solen
-
Plasma dannet inde i en gasfyldt kugle