انرژی پتانسیل

انرژی پتانسیل

انرژی پتانسیل چیست؟

انرژی پتانسیل ، انرژی ذخیره شده ای است که یک جسم به دلیل موقعیت یا حالت خود دارد. دوچرخه در بالای تپه ، کتابی که بالای سر شما نگه داشته می شود و فنر کشیده همه دارای انرژی بالقوه هستند.

چگونه انرژی بالقوه را اندازه گیری کنیم

واحد استاندارد برای اندازه گیری انرژی پتانسیل ژول است که به اختصار 'J.' نامیده می شود.

تفاوت آن با انرژی جنبشی چیست؟

انرژی پتانسیل انرژی ذخیره شده در حالی است که انرژی جنبشی انرژی حرکت است. هنگامی که از انرژی پتانسیل استفاده می شود ، به انرژی جنبشی تبدیل می شود. شما می توانید انرژی پتانسیل را به عنوان انرژی جنبشی در انتظار وقوع تصور کنید.

توپ سبز دارای انرژی بالقوه است
تا ارتفاع آن توپ بنفش جنبشی است
انرژی به دلیل سرعت آن.
ماشین روی تپه

با در نظر گرفتن اتومبیل روی تپه می توان انرژی پتانسیل و جنبشی را مقایسه کرد. وقتی ماشین در بالای تپه است بیشترین انرژی را دارد. اگر ساکت بنشیند ، انرژی جنبشی ندارد. وقتی ماشین شروع به غلتیدن روی تپه می کند ، انرژی بالقوه خود را از دست می دهد ، اما انرژی جنبشی به دست می آورد. انرژی بالقوه موقعیت ماشین در بالای تپه در حال تبدیل شدن به انرژی جنبشی است.

انرژی پتانسیل گرانشی

یک نوع انرژی پتانسیل از جاذبه زمین حاصل می شود. به این انرژی پتانسیل گرانشی (GPE) می گویند. انرژی پتانسیل گرانشی ، انرژی ذخیره شده در جسم بر اساس قد و جرم آن است. برای محاسبه انرژی پتانسیل گرانشی از معادله زیر استفاده می کنیم:

GPE = جرم * g * ارتفاع
GPE = متر * گرم * ساعت

جایی که 'g' شتاب استاندارد گرانش است که برابر با 9.8 متر بر ثانیه استدو. ارتفاع براساس ارتفاعی که ممکن است جسم به طور بالقوه سقوط کند تعیین می شود. ارتفاع ممکن است فاصله از سطح زمین یا جدول آزمایشگاهی باشد که روی آن کار می کنیم.

مشکلات مثال:

انرژی پتانسیل سنگ 2 کیلوگرمی که در بالای صخره ای به ارتفاع 10 متر نشسته است چیست؟

GPE = جرم * g * ارتفاع
GPE = 2 کیلوگرم * 9.8 متر بر ثانیهدو* 10 متر
GPE = 196 J

انرژی و کار بالقوه

انرژی پتانسیل برابر است با مقدار کار انجام شده برای قرار دادن یک جسم در موقعیت خود. به عنوان مثال ، اگر قرار بود کتابی را از زمین بلند کرده و روی میز قرار دهید. انرژی بالقوه کتاب روی میز برابر با میزان کاری است که برای انتقال کتاب از کف به میز لازم بوده است.

انواع دیگر انرژی پتانسیل
  • الاستیک - انرژی پتانسیل الاستیک هنگام کشش یا فشرده شدن مواد ذخیره می شود. نمونه هایی از انرژی پتانسیل الاستیک شامل فنرها ، نوارهای لاستیکی و تیرکمان است.
  • الکتریکی - انرژی پتانسیل الکتریکی ظرفیت انجام کار بر اساس جسم است شارژ الکتریکی .
  • هسته ای - انرژی احتمالی ذرات درون یک اتم.
  • شیمیایی - انرژی پتانسیل شیمیایی ، انرژی ذخیره شده در مواد به دلیل وجود آنها است پیوندهای شیمیایی . یک نمونه از این موارد ، انرژی ذخیره شده در بنزین برای یک ماشین است.
حقایق جالب در مورد انرژی پتانسیل
  • ویلیام رانکین دانشمند اسکاتلندی برای اولین بار اصطلاح انرژی پتانسیل را در قرن نوزدهم ابداع کرد.
  • معادله محاسبه انرژی پتانسیل یک فنر PE = 1/2 * k * x استدو، جایی که k ثابت فنر است و x مقدار فشرده سازی است.
  • مفهوم انرژی بالقوه تا یونان باستان و فیلسوف برمی گردد ارسطو .