Energie potențială

Aducerea unei pietre în sus crește energia potențială a acesteia sub acțiunea gravitației. Întinderea unei benzi de cauciuc crește energia potențială elastică a acesteia, care este o formă de energie potențială electrică. Un amestec de combustibil și oxidant are o energie potențială chimică, care este o altă formă de energie potențială electrică. Și bateriile au energie potențială chimică.

Există diferite tipuri de energie potențială, fiecare asociat cu un anumit tip de forță.

Energia potențială gravitațională

Energia potențială gravitațională este resimțită de un obiect atunci când înălțimea și masa reprezintă un factor în sistem. Energia potențială gravitațională determină obiectele să se deplaseze unele spre altele. Dacă un obiect este ridicat la o anumită distanță de la suprafața Pământului, forța resimțită este cauzată de greutate și înălțime. Lucrul este definit ca forță pe o distanță, iar lucrul este un alt cuvânt pentru energie. Energia potențială adăugată atunci când ridicați un obiect este:

U = F Δ h {\displaystyle U=F\Delta h}

unde

F {\displaystyle F} este forța de gravitație

Δ h {\displaystyle \Delta h} este modificarea înălțimii

sau

U = m g h {\displaystyle U=mgh}

Aici, g = 9,81 m / s 2 {\textstyle g=9,81\ \mathrm {m/s} ^{2}}}este accelerația datorată gravitației.

Lucrul total efectuat de energia potențială gravitațională atunci când un obiect cade din poziția 1 în poziția 2 este:

Δ W = U 1 - U 2 {\displaystyle \Delta W=U_{1}-U_{2}}}

sau

Δ W = m g h 1 - m g h 2 {\displaystyle \Delta W=mgh_{1}-mgh_{2}}}

unde

m {\displaystyle m} este masa obiectului

h 1 {\displaystyle h_{1}}este prima poziție

h 2 {\displaystyle h_{2}}este a doua poziție

Energia potențială electrică

Energia potențială electrică este resimțită de sarcini diferite și identice, care se resping sau se atrag reciproc. Sarcinile pot fi pozitive (+) sau negative (-), unde sarcinile opuse se atrag și sarcinile similare se resping. Dacă două sarcini ar fi plasate la o anumită distanță una de cealaltă, energia potențială stocată între sarcini poate fi calculată prin:

U = k Q q q r {\displaystyle U={\frac {kQqq}{r}}}}

unde

k {\displaystyle k} este 1/4πє (pentru aer sau vid este 9 x 10 9 N m 2 / C 2 {\displaystyle 9x10^{9}Nm^{2}/C^{2}}}. )

Q {\displaystyle Q} este prima sarcină

q {\displaystyle q} este a doua sarcină

r {\displaystyle r} este distanța dintre ele

Energia potențială elastică

Energia potențială elastică este resimțită atunci când un material cauciucat este îndepărtat sau împins împreună. Cantitatea de energie potențială pe care o are materialul depinde de distanța la care este tras sau împins. Cu cât distanța împinsă este mai mare, cu atât mai mare este energia potențială elastică pe care o are materialul. Dacă un material este tras sau împins, energia potențială poate fi calculată prin:

U = 1 2 k x 2 {\displaystyle U={\frac {1}{2}}}kx^{2}}}

unde

k {\displaystyle k} este constanta forței elastice (cât de bine se întinde sau se comprimă materialul).

x {\displaystyle x} este distanța la care s-a deplasat materialul față de poziția sa inițială.

• Energie cinetică