Voorbeeld van potentiële energie

Energie het is het vermogen van een lichaam of systeem om werk uit te voeren. De Potentiële energie is degene die wordt verworven door a positie die bezet is, binnen bepaald veld. Afhankelijk van het veld dat wordt bewoond, krijgt de Potentiële Energie de volgende classificatie:

Soorten potentiële energie:

De Gravitatie potentiële energie Het wordt gegenereerd wanneer het lichaam of systeem zich in een zwaartekrachtveld bevindt.

De Elektrische potentiële energie Het is er een die wordt verworven wanneer het lichaam of systeem zich in een elektrisch veld bevindt.

De Magnetische potentiële energie ontstaat wanneer het lichaam of systeem zich binnen een magnetisch veld bevindt

De Elastische potentiële energie het manifesteert zich wanneer een veer op een bepaald spanningsniveau wordt opgehangen en een latente neiging heeft om terug te keren naar zijn oorspronkelijke vorm.

Gravitatie potentiële energie 

Potentiële energie is gebaseerd op de tweede wet van Newton:

"De kracht die op een object wordt uitgeoefend, is recht evenredig met zijn massa, met de versnelling waarmee het reist."

In een zwaartekrachtveld wordt de versnelling weergegeven door de waarde van de zwaartekrachtversnelling:. Het product van die kracht door de positie van het lichaam, dat in een zwaartekrachtveld wordt behandeld als hoogte of afstand, wordt potentiële zwaartekrachtenergie genoemd.

Waar zijn de eenheden:

Het wordt het meest gebruikt, te berekenen in lichamen nabij het oppervlak van planeet Aarde. De oorsprong of het referentiepunt voor deze Energie kan willekeurig zijn. Daar is de Energie nul. Het lichaam dat zich op zo'n afstand van dat punt bevindt, heeft een hoeveelheid energie nodig om daar te worden geplaatst. Vanuit een ander perspectief betekent dit hetzelfde als de Energie die dat lichaam beschikbaar heeft om al in die positie te zijn.

Het lichaam zelf heeft al een massa, die, wanneer deze wordt beïnvloed door de werking van de zwaartekracht, een kracht wordt die Gewicht wordt genoemd, die duidelijk wordt gemeten in dezelfde eenheden van Kracht.:

Op zo'n manier dat de Gravitatie Potentiële Energie kan worden weergegeven als:

Voorbeelden van potentiële zwaartekrachtenergie

Voorbeeld # 1: Bereken de potentiële energie van een bureau dat zich op de tweede verdieping van een gebouw bevindt, op een hoogte van 4,5 meter. Zijn massa is 90 kg.

De toe te passen formule is:

Oplossing:

Voorbeeld # 2: Bereken de potentiële energie van een monoliet die op een verticale afstand van 10 meter op een heuvel staat, met een massa van 1200 kg.

De toe te passen formule is:

Oplossing:

Voorbeeld # 3: Bereken de potentiële energie van een appel die aan een boomtak hangt, met een gewicht van 0,8829 Newton, op een hoogte van 3,2 meter.

De toe te passen formule is:

Elastische potentiële energie

De elastische potentiële energie wordt bepaald door de rekafstand of druk van de veer en door de veerconstante waarvan deze deel uitmaakt. Het is de energie die door de veer wordt opgeslagen in zijn spanningstoestand.

Of het nu gaat om compressie of om uitrekken, er is een afstand die de veer vervormt ten opzichte van zijn oorspronkelijke vorm.

Het komt van de integratie van het werk dat betrokken is bij het samendrukken of uitrekken van de veer: kracht (k) maal afstand (x) als functie van afstand.

De elastische potentiële energie is gelijk aan deze waarde.

Elektrische potentiële energie

Wanneer een positieve elektrische lading zich op een bepaalde plaats in de ruimte bevindt en een andere positieve lading nadert, zal er een afstotende kracht zijn van de kant van de eerste.. Daarom zal in de tweede een potentiële energie worden gegenereerd.

De elektrische potentiële energie van een lading wordt weergegeven:

En het is gebaseerd op de wet van Coulomb:

De Kracht die een elektrische puntlading beïnvloedt als gevolg van de aanwezigheid van een tweede puntlading, wordt gedefinieerd door: