Potentsiaalne energia
Selgitame teile, mis on potentsiaalne energia, potentsiaalse energia erinevad tüübid ja mõned näited selle mehaanilise energia kohta.
Milline on potentsiaalne energia?
Potentsiaalne energia on mehaanilise energia tüüp, mis on seotud keha ja välise jõuvälja või süsteemi vahelise suhtega (kui objekt asub väli) või sisemine (kui väli asub objekti sees). See on nii-öelda võimsuses olev energia, see tähendab, et selle saab kohe muundada muudeks energiavormideks, näiteks kineetiliseks.
Süsteemi potentsiaalne energia, olenemata selle päritolust, tähistab selles salvestatud energiat, arvestades selle konfiguratsiooni või asukohta, ja seetõttu mõõta seda tuleb arvestada võrdluspunkti või konfiguratsiooni.
Potentsiaalse energia kontseptsioon on kasulik nii konservatiivsetele (mis kipuvad energiat säästma) kui ka hajutavatele (mis kipuvad seda kaotama) füüsilistele süsteemidele, mille jaoks ta peab energiat lisama Süsteemi kineetika: see summa annab selle kogu mehaanilise energia:
Potentsiaalne energia + kineetiline energia = mehaaniline koguenergia
Seda tüüpi energiat õpib mitte ainult klassikaline mehaanika, vaid ka relativistlik mehaanika ja kvantfüüsika ainult osakeste süsteemidele. Potentsiaalset energiat saab liigitada jõudude järgi, mis põhjustavad muu hulgas gravitatsiooni, elastsust, keemiat.
Vaata ka: Päikeseenergia.
Gravitatsiooniline potentsiaalne energia
Seda tüüpi potentsiaalset energiat määratletakse Maa gravitatsioonilise külgetõmbe alusel või erineva suurusega masside vahel, mis asuvad üksteise läheduses. Need massid võivad olla Päikese ja seda orbiidil liikuvate planeetide massid või Venemaa mäe vagunite massid, kui see jõuab tippkohtumiseni tippu.
Selles viimases näites on potentsiaalne energia, mille gravitatsiooniline maapinna atraktsioon akumuleerub tippu ulatuvas autos, selle kavandatud marsruudil võimalikult suur ja muundub seejärel kineetiliseks energiaks vabastage vagun selle kukkumisel rööbastelt. Energia maksimaalse kogunemise hetkel on selle kiirus 0 ja liikumist ei toimu.
Elastset potentsiaalset energiat
Elastsed potentsiaalsed energiad on seotud aine elastsuse omadustega, mis on kalduvus taastada oma algne vorm järsult pärast seda, kui neile on avaldatud vastupidavust suuremad deformatsioonijõud. See järsk liikumine toimib vedrudes, mis on kokku surutud ja dekompresseeritud, või annab tähenduse iidsetele sõjarelvadele nagu katapult või kaared, mis tulistavad nooli.
Selles viimases näites saavutab elastse potentsiaalse energia maksimaalse taseme, kui kaar pinguldub elastse kiu tõmbamisel, painutades puitu veidi, kuid kiirusega = 0 siiski. Järgmisel hetkel muutub potentsiaalne energia kineetiliseks ja nool visatakse täiskiirusel edasi.
Keemiline potentsiaalne energia
Keemilise potentsiaalse energia korral tähistame viisi, kuidas aatomid ja molekulid on struktureeritud keemilistesse sidemetesse, mis on võimelised energiat salvestama, nii nagu see juhtub loomade kehas glükoosiga, ühendiga, millest me saame energiat meie ainevahetuse kütmiseks.
Viimane tekib glükoosimolekuli oksüdeerumisel, mille sidemed purunemisel vabastavad neis olnud keemilise potentsiaalse energia. Sama juhtub näiteks auto bensiinipaagis sisalduva fossiilkütuse (süsivesinike) korral enne põlemist mootoris, mis muundab selle potentsiaalse keemilise energia kineetiliseks energiaks sõiduki käivitamiseks.
Elektrostaatiline potentsiaalienergia
Elektrienergia osas kehtib ka potentsiaalse energia mõiste, eriti kui rääkida elektriahelatest (milles säilitatakse elektrit) või voolu salvestamise meetoditest, mida saab seejärel muundada muudeks energiavormideks, näiteks kineetiline, termiline või kerge, arvestades elektrienergia tohutut mitmekülgsust.
Elektripotentsiaal arvutatakse tegelikult elektrostaatilise potentsiaalienergia kaudu, mis võib olla tõrjuv (kui laengud on võrdsed) või atraktiivsed (kui need on erineva tähisega), andes seega vastavalt vajadusele kas positiivse või negatiivse potentsiaalienergia. .
