Главная страница » Потенциальная энергия
Физика

Потенциальная энергия

Мы объясним, что такое потенциальная энергия, какие существуют ее виды и приведем несколько примеров
Некоторые графические примеры потенциальной энергии

Что такое потенциальная энергия?

Потенциальная энергия – это вид механической энергии , которая связана с отношением между телом и полем или системой сил, внешних (если объект находится в поле) или внутренних (если поле находится внутри объекта). Это энергия в силе , т.е. то, что может быть немедленно преобразовано в другие формы энергии , такие как кинетическая энергия, например

Потенциальная энергия системы, независимо от ее происхождения, представляет собой энергию, запасенную в ней с учетом ее конфигурации или положения, и поэтому для ее измерения необходимо учитывать точку отсчета или конфигурацию

Понятие потенциальной энергии полезно как для консервативных (склонных к сохранению энергии), так и для диссипативных (склонных к потере энергии) физических систем. Потенциальная энергия и кинетическая энергия системы составляют ее механическую энергию

Потенциальная энергия + кинетическая энергия = полная механическая энергия

Этот вид энергии изучается не только классической механикой, но и релятивистской механикой и квантовой физикой (которая применяет его к системам частиц ). Потенциальная энергия классифицируется в зависимости от порождающих ее сил, таких как гравитационные, упругие, химические и другие

Гравитационная потенциальная энергия

Гравитационная потенциальная энергия определяется как энергия, которой обладает массивное тело, когда оно погружено в гравитационное поле. Гравитационные поля создаются вокруг объектов с очень большими массами (например, массами планет и Солнца

Например, вагончик американских горок имеет максимальную потенциальную энергию в самом верхнем положении из-за того, что он погружен в гравитационное поле Земли. Когда каретка падает, теряя высоту, потенциальная энергия преобразуется в кинетическую

Упругая потенциальная энергия

Упругая потенциальная энергия связана со свойством упругости материи , которое заключается в тенденции восстанавливать свою первоначальную форму после воздействия деформирующих сил, превышающих ее сопротивление. Ярким примером упругой энергии является энергия, которой обладает пружина, растягивающаяся или сжимающаяся под действием внешней силы и возвращающаяся в исходное положение после прекращения действия силы

Другим примером является система лука и стрел, в которой упругая потенциальная энергия достигает своего максимального значения, когда лук натягивается, натягивая упругое волокно, слегка изгибая дерево, но все еще с нулевой скоростью. В следующее мгновение потенциальная энергия становится кинетической, и стрела на полной скорости летит вперед

Химическая потенциальная энергия

Сгорание двигателя преобразует химическую потенциальную энергию в кинетическую.

Химическая потенциальная энергия – это энергия, запасенная в химических связях атомов молекул. Примером может служить глюкоза в нашем организме, которая накапливает химическую потенциальную энергию, которую наш организм (через процесс , называемый метаболизмом ) превращает в тепловую энергию для поддержания температуры тела

То же самое относится и к ископаемому топливу (углеводородам) в бензобаке автомобиля. Химическая потенциальная энергия , запасенная в химических связях бензина, преобразуется в механическую энергию для приведения автомобиля в движение

Электростатическая потенциальная энергия

электричестве также применяется понятие потенциальной энергии, которая может быть преобразована в другие формы энергии, такие как кинетическая, тепловая или световая , учитывая огромную универсальность электромагнетизма

В этом случае энергия возникает из-за электрического силового поля, создаваемого заряженными частицами

Федор Лебедев

Федор Лебедев

Окончил МГТУ имени Н. Э. Баумана. Физик, специалист в области теоретической электротехники, член-корреспондент РАН. Автор работ по теоретической электротехнике, информатике.

Добавить комментарий

Нажмите здесь, чтобы оставить комментарий