物理学では、位置エネルギーとは、力場での位置によって物体が持つエネルギー、またはその部品の配置方法によってシステムが持つエネルギーのことである。 一般的には、物体の垂直位置と質量に依存する重力ポテンシャルエネルギー、伸びたバネの弾性ポテンシャルエネルギー、電場中の電荷の電気ポテンシャルエネルギーなどがある。 エネルギーのSI単位はジュール（記号J）である。
位置エネルギーは、ばねや重力の力のような復元力に関連することが多い。 バネを伸ばしたり、質量を持ち上げたりする動作は、ポテンシャルの力場に逆らって働く外力によって行われる。 この働きは力場に蓄積され、位置エネルギーとして蓄えられると言われています。 外力がなくなると、力場は身体を初期位置に戻すように働き、バネの伸びを小さくしたり、身体を落下させたりする仕事を行う。 このとき、位置エネルギーは運動エネルギーに変化する。 781>
物理学者は、位置エネルギーとは、ある位置にある物体のエネルギーと、基準となる位置でのそのエネルギーとの差であると言う。
簡単な例
石を坂道に持っていくと、重力でその位置エネルギーが増加する。 輪ゴムを伸ばすと、電位エネルギーの一つである弾性電位エネルギーが大きくなります。 燃料と酸化剤の混合物には化学ポテンシャルエネルギーがあり、これも電位エネルギーの一種である。
位置エネルギーの種類
位置エネルギーにはさまざまな種類があり、それぞれが特定のタイプの力に関連しています。
重力位置エネルギー
重力位置エネルギーは、高さと質量がシステムの要因である場合、オブジェクトによって経験されるものです。 重力ポテンシャルエネルギーは、物体を互いに向かって移動させる。
電位エネルギー
電位エネルギーは、異なる電荷と同じ電荷が互いに反発したり引き合ったりするときに発生するものです。 電荷にはプラス(+)とマイナス(-)があり、反対の電荷は引き合い、似たような電荷は反発し合います。 2 つの電荷が互いにある距離を置いて配置された場合、電荷間に蓄積される位置エネルギーは次のように計算できます。
弾性位置エネルギー
弾性位置エネルギーは、ゴム状の材料が引き離されたり押し付けられたりするときに発生します。 たとえばバネには弾性ポテンシャルエネルギーが蓄えられています。 材料が持つ位置エネルギーの量は、引っ張ったり押したりした距離に依存します。 押す距離が長いほど、材料が持つ弾性ポテンシャルエネルギーは大きくなる。 材料が引っ張られたり押されたりした場合、その位置エネルギーは次のように計算できます。
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