პოტენციური ენერგია ჟღერს, თითქოს ის უბრალოდ ენერგიაა, რომელიც არ არის რეალიზებული და მასზე ასე ფიქრმა შეიძლება დაგაფიქროთ, რომ ეს არ არის რეალური. გაჩერდით უსაფრთხო შეჩერებული მიწის ქვეშ 30 მეტრის სიმაღლეზე და თქვენი აზრი შეიძლება შეიცვალოს. სეიფს აქვს პოტენციური ენერგია სიმძიმის ძალის გამო, და თუ ვინმე მოჭრის მას თოკს, ეს ენერგია გადაიქცევა კინეტიკურ ენერგიად გადაქცევა და სანამ სეიფი მოგივიდათ, მას საკმარისი "რეალიზებული" ენერგია ექნებოდა გაყოფისთვის თავის ტკივილი.
უკეთესი პოტენციური ენერგიის განმარტება არის შენახული ენერგია და ენერგიის შენახვას "შრომა" სჭირდება. ფიზიკას აქვს სამუშაოს სპეციფიკური განმარტება - სამუშაო სრულდება მაშინ, როდესაც ძალა ობიექტს მანძილზე გადააქვს. სამუშაო ენერგეტიკას უკავშირდება. ის იზომება ჯოლებში SI სისტემაში., რომლებიც ასევე პოტენციური და კინეტიკური ენერგიის ერთეულებია. სამუშაოს პოტენციურ ენერგიად გადასაქცევად, თქვენ უნდა იმოქმედოთ კონკრეტული ტიპის ძალის წინააღმდეგ და ისინი რამდენიმეა. ძალა შეიძლება იყოს გრავიტაცია, ზამბარა ან ელექტრული ველი. ძალის მახასიათებლები განსაზღვრავს პოტენციური ენერგიის რაოდენობას, რომელსაც ინახავთ მის წინააღმდეგ მუშაობის საშუალებით.
პოტენციური ენერგიის ფორმულა დედამიწის გრავიტაციული ველისთვის
გრავიტაციის მუშაობის გზაა ის, რომ ორი სხეული იზიდავს ერთმანეთს, მაგრამ დედამიწაზე ყველაფერი იმდენად მცირეა, ვიდრე თავად პლანეტა, რომ მხოლოდ დედამიწის გრავიტაციული ველია მნიშვნელოვანი. თუ სხეული ასწიეთ (მ) მიწის ზემოთ, ეს სხეული განიცდის ძალას, რომელიც აჩქარებს მას მიწისკენ. ძალის სიდიდე (ვ), ნიუტონის მე -2 კანონიდან მოცემულია ვ = მგსად გ არის აჩქარება გრავიტაციის გამო, რომელიც მუდმივია ყველგან დედამიწაზე.
დავუშვათ, სხეული სიმაღლეზე ასწიეთ თ. სამუშაოს შესრულება, რასაც თქვენ აკეთებთ, არის ძალის დაშორება, ან მგჰ. ეს სამუშაო ინახება როგორც პოტენციური ენერგია, ამიტომ პოტენციური ენერგიის განტოლება დედამიწის გრავიტაციული ველისთვის უბრალოდ არის:
გრავიტაციული პოტენციური ენერგია = მგჰ
ელასტიური პოტენციური ენერგია
წყაროები, რეზინის ზოლები და სხვა ელასტიური მასალები შეიძლება ენერგიის შენახვას ახდენენ, რასაც, ძირითადად, აკეთებთ, როდესაც მშვილდოს უკან იწევთ ისრის სროლის წინ. როდესაც ზოლს გაჭიმავთ ან შეკუმშავთ, ის ახდენს საპირისპირო ძალას, რომელიც მოქმედებს ზამბარის მის აღდგენაში წონასწორობის პოზიცია ძალის სიდიდე პროპორციულია თქვენი დაჭიმვის ან შეკუმშვის მანძილისა ეს (x). პროპორციულობის მუდმივა (კ) დამახასიათებელია გაზაფხულისთვის. ჰუკის კანონის თანახმად, ვ = −კგ. მინუს ნიშანი აღნიშნავს ზამბარის აღმდგენ ძალას, რომელიც მოქმედებს მისი გაჭიმვის ან შეკუმშვის საწინააღმდეგო მიმართულებით.
ელასტიურ მასალაში შენახული პოტენციური ენერგიის გამოსათვლელად უნდა გაითვალისწინოთ, რომ ძალა უფრო იზრდება x იზრდება. უსასრულოდ მცირე მანძილით, F მუდმივია. 0 (წონასწორობა) და საბოლოო გაფართოება ან შეკუმშვა შორის ყველა უსასრულოდ მცირე მანძილების ძალების შეჯამებით x, შეგიძლიათ გამოთვალოთ შესრულებული სამუშაო და შენახული ენერგია. ეს შემაჯამებელი პროცესი არის მათემატიკური ტექნიკა, რომელსაც ინტეგრაცია ჰქვია. იგი აწარმოებს პოტენციური ენერგიის ფორმულას ელასტიური მასალისთვის:
პოტენციური ენერგია = კგ2/2
სად x არის გაფართოება და კ ზამბარის მუდმივია.
ელექტრო პოტენციალი ან ძაბვა
განვიხილოთ დადებითი მუხტის გადაადგილება q ელექტრული ველის ფარგლებში, რომელიც წარმოიქმნება უფრო დიდი დადებითი მუხტით Q. ელექტრული მოგერიებითი ძალების გამო, საჭიროა მუშაობა, რომ პატარა მუხტი უფრო დიდს მიუახლოვდეს. კულონის კანონის თანახმად, ბრალდებებს შორის ძალა ნებისმიერ მომენტში არის kqQ/რ2სად რ არის მანძილი მათ შორის. Ამ შემთხვევაში, კ არის კულონის მუდმივა და არა ზამბარის მუდმივა. ფიზიკოსები ორივეს აღნიშნავენ იმით კ. თქვენ გამოთვლით პოტენციურ ენერგიას გადაადგილებისთვის საჭირო სამუშაოს გათვალისწინებით q უსაზღვროდ შორს Q მის მანძილამდე რ. ეს იძლევა ელექტროენერგეტიკული პოტენციალის ენერგიის განტოლებას:
ელექტრო პოტენციური ენერგია = kqQ/რ
ელექტრული პოტენციალი ოდნავ განსხვავებულია. ეს არის ენერგიის რაოდენობა, რომელიც ინახება ერთჯერადი მუხტით და ის ცნობილია, როგორც ძაბვა, გაზომვა ვოლტებში (ჯოული / კულონი). განტოლება მუხტის მიერ წარმოქმნილი ელექტრული პოტენციალის ან ძაბვისთვის Q მანძილზე რ არის:
ელექტრო პოტენციალი = კვ/რ