Mögliche Energiedefinition und Formel

Potenzielle Energie ist Energie, die ein Objekt aufgrund seiner Position relativ zu anderen Objekten hat. Es wird genannt Potenzial weil es das Potenzial hat, in andere Energieformen wie kinetische Energie umgewandelt zu werden. Die potentielle Energie wird normalerweise in Gleichungen durch den Großbuchstaben U oder manchmal durch PE definiert.

Potenzielle Energie kann sich auch auf andere Formen gespeicherter Energie beziehen, beispielsweise auf Energie aus elektrischer Nettoladung, chemischen Bindungen oder inneren Spannungen.

Beispiele für potentielle Energie

Ein Ball, der auf einem Tisch ruht, hat potentielle Energie, die als potentielle Gravitationsenergie bezeichnet wird, da sie von der Position des Balls im Gravitationsfeld herrührt. Je massereicher ein Objekt ist, desto größer ist sein Gravitationspotential.

Ein gezogener Bogen und eine zusammengedrückte Feder haben ebenfalls potentielle Energie. Dies ist eine elastische potentielle Energie, die aus dem Strecken oder Zusammendrücken eines Objekts resultiert. Bei elastischen Materialien erhöht sich durch Erhöhen der Dehnung die Menge der gespeicherten Energie. Federn haben Energie, wenn sie gedehnt oder zusammengedrückt werden.

Chemische Bindungen können auch potentielle Energie haben, die von Elektronen stammt, die sich näher oder weiter von Atomen entfernen. In einem elektrischen System wird potentielle Energie als Spannung ausgedrückt.

Potentielle Energiegleichungen

Wenn Sie eine Masse heben m durch h Meter, wird seine potentielle Energie sein mgh, wo G ist die Erdbeschleunigung: PE = mgh.

Für eine Feder wird die potentielle Energie basierend auf dem Hookeschen Gesetz berechnet, wobei die Kraft proportional zur Länge der Dehnung oder Kompression (x) und der Federkonstante (k) ist: F = kx.

Somit ist die Gleichung für die elastische potentielle Energie PE = 0,5 kx²