Potentiell energi är den lagrade eller uppdämda energin hos ett objekt. Den kontrasteras ofta mot kinetisk energi.
I fysiken är potentiell energi den energi som ett objekt har på grund av sin position i ett kraftfält eller som ett system har på grund av hur dess delar är arrangerade. Vanliga typer är t.ex. ett objekts gravitationella potentiella energi som beror på dess vertikala läge och massa, den elastiska potentiella energin hos en utdragen fjäder och den elektriska potentiella energin hos en laddning i ett elektriskt fält. SI-enheten för energi är joule (symbol J).
Potentialenergi förknippas ofta med återställande krafter som en fjäder eller gravitationskraften. Åtgärden att sträcka ut fjädern eller lyfta massan utförs av en yttre kraft som arbetar mot potentialens kraftfält. Detta arbete lagras i kraftfältet, vilket sägs vara lagrat som potentiell energi. Om den yttre kraften avlägsnas verkar kraftfältet på kroppen för att utföra arbetet då det förflyttar kroppen tillbaka till utgångsläget, vilket minskar fjäderns sträckning eller får en kropp att falla. När detta sker övergår den potentiella energin till kinetisk energi. Den totala energin förblir densamma på grund av lagen om energins bevarande.
Fysiker säger att potentiell energi är skillnaden mellan energin hos ett föremål i ett givet läge och dess energi i ett referensläge.
Simpla exempel
Om man tar med sig en sten uppför en sluttning ökar den potentiella energin under gravitationen. Att sträcka ut ett gummiband ökar dess elastiska potentiella energi, som är en form av elektrisk potentiell energi. En blandning av ett bränsle och ett oxidationsmedel har en kemisk potentiell energi, vilket är en annan form av elektrisk potentiell energi. Även batterier har kemisk potentiell energi.
Typer av potentiell energi
Det finns olika typer av potentiell energi, var och en förknippad med en viss typ av kraft.
Gravitationspotentiell energi
Gravitationspotentiell energi upplevs av ett objekt när höjd och massa är en faktor i systemet. Gravitationspotentiell energi får objekt att röra sig mot varandra. Om ett föremål lyfts upp ett visst avstånd från jordens yta orsakas den kraft som upplevs av vikt och höjd.
Elektisk potentiell energi
Elektisk potentiell energi upplevs av laddningar, både olika och likadana, när de stöter bort eller drar till sig varandra. Laddningar kan antingen vara positiva (+) eller negativa (-), där motsatta laddningar drar till sig och liknande laddningar stöter bort varandra. Om två laddningar placeras på ett visst avstånd från varandra kan den potentiella energi som lagras mellan laddningarna beräknas genom:
Elastisk potentiell energi
Elastisk potentiell energi upplevs när ett gummiaktigt material dras bort eller trycks ihop. En fjäder lagrar till exempel elastisk potentiell energi. Mängden potentiell energi som materialet har beror på avståndet som dras eller skjuts. Ju längre avstånd man trycker på, desto större elastisk potentiell energi har materialet. Om ett material dras eller skjuts kan den potentiella energin beräknas genom:
Relaterade sidor
- Kinetisk energi
Bilder för barn
-
En trebuchet använder gravitationspotentialen. energi hos motvikten för att kasta projektiler över tvåhundra meter
-
Fjädrar används för att lagra elastisk potentiell energi
-
Bågskytte är en av mänsklighetens äldsta tillämpningar av elastisk potentiell energi
.
-
Gravitationskraften håller planeterna i omloppsbana runt solen
-
Plasma bildas inuti en gasfylld sfär