Tant en física com en electricitat parlem de energia potencial. Es tracta d'un dels dos tipus principals d'energia i és la que s'encarrega d'emmagatzemar un objecte i que depèn de la seva posició respecte a altres objectes. També depèn de l'existència d'un camp de forces dins d'ell i altres factors. L'energia potencial és bastant utilitzada tant en el camp de la física com de l'electricitat.
Per això, dedicarem aquest article a explicar-tot el que cal saber sobre això.
Tipus principals d'energia
Encara que tot això sembla alguna cosa bastant complicat d'entendre, anem a veure quins són els principals tipus d'energia que existeixen.
- energia cinètica: És l'associada alguna cosa en moviment. Per exemple, les aspes d'un molí quan bufa el vent tenen energia cinètica. És capaç de convertir-se en electricitat si se'ls ha de donar ús.
- Energia potencial: és aquella que s'emmagatzema en objecte que es venç de la seva posició respecte a altres objectes. Per exemple, una pilota d'estar en altura té una energia potencial major pel que fa a nivell de terra.
Anem a veure com un objecte pot arribar a tenir energia d'aquestes dues formes. Per a això, anem a imaginar una bala de canó. Quan la bala de canó encara no s'ha disparat tota energia que posseeix la té en forma d'energia potencial. La quantitat d'aquesta energia depèn d'alguns factors com és la posició respecte a altres objectes. Quan es dispara, tota aquesta energia passa a ser cinètica ja que el canó surt a gran velocitat. El projectil emmagatzema gran quantitat d'energia cinètica però menys de la potencial. D'acord va reduint la velocitat a posseeixen menys energia cinètica i a l'detenir-se per complet, torna a ser energia potencial.
Exemples d'energia potencial
Per poder entendre millor tot això, donarem alguns dels exemples. Anem a pensar en les boles que serveixen per a la demolició dels edificis. Quan la bola està completament parada i no se li està donant cap ús, té energia potencial emmagatzemada. Aquesta energia prové de la ubicació on es troba pel que fa a altres objectes. Quan la bola comença a estar en marxa, es mou com un pèndol per xocar contra la part de l'edifici que es vol enderrocar. És en l'acció de el moviment quan la bola comença a tenir energia cinètica. Quan es mou i xoca contra la paret torna a tenir energia potencial i menys energia cinètica.
A mesura que anem elevant la bola en alçada anem emmagatzemant cada vegada més energia potencial. Això és a causa que la gravetat de la Terra atrau la bola amb més força com més altes es trobi. Per això, si la bola de canó està suspesa a una alçada de tres pisos va tenir molta més energia que una que es trobi a tres centímetres d'alçada. Tot això és fàcil de comprovar donat els efectes que tenen quan se'ls deixa caure alhora. És aquesta la raó per la qual es diu que la quantitat energia potencial d'un objecte depèn de la seva posició o de la força que exerceix la gravetat sobre ella.
Tipus d'energia potencial
Sabem que un objecte pugui emmagatzemar aquest tipus d'energia i es pot arribar a convertir en altres tipus depenent del que passi després. Anem a veure quins són els diferents tipus que existeixen:
- Energia potencial gravitacional: és la que té un objecte a causa de l'atracció de la terra. Com més elevats es trobi, més quantitat posseeix. No és l'única, ja que l'energia gravitacional pot tenir interacció amb un altre objecte més gran.
- Energia potencial química: és la que té emmagatzemada a l'objecte segons com estiguin disposats dos àtoms i molècules. Sabem que els àtoms i molècules poden estar ordenats de manera diferent depenent de l'estat de l'objecte mateix. També depèn de la seva composició. Les molècules tenen certs enllaços químics i poden arribar a provocar o no una reacció. Per exemple, quan mengem transformem els aliments en energia química i alguns aliments generaran més calories que altres. El mateix passa amb combustibles com el petroli que és capaç d'emmagatzemar gran quantitat energia potencial per, posteriorment, transformar-los en electricitat i calor.
- Energia potencial elèctrica: és aquella que té un objecte depenent de la càrrega elèctrica. Pot ser electrostàtica o magnètica. Un vehicle pot arribar a emmagatzemar una mica d'energia potencial electrostàtica i era una petita descàrrega a l'tocar-lo.
- Energia potencial nuclear: és la que hi ha a les partícules de l'nucli atòmic. Estan unides per la força nuclear i quan trenquem aquestes unions provoquem la fissió nuclear i és fem una enorme energia. Aquesta energia la traiem dels elements radioactius com l'urani i el plutoni.
Electricitat i elasticitat
També hi ha un tipus d'energia potencial elàstica que té a veure amb la propietat de l'electricitat de la matèria. L'elasticitat és la tendència de recuperar la forma original d'un cos després d'haver estat sotmès a forces deformants. Aquestes forces han de ser superiors a la seva resistència. Un exemple d'energia elàstica és la que posseeix un ressort a l'estirar-se. A el tornar a la posició inicial deixa d'aplicar aquesta força.
Un exemple molt clar d'energia potencial elàstica és un arc i una fletxa. L'energia elàstica arriba al màxim valor a mesura que l'arc es va pensant una a l'estirar la fibra elàstica. Aquesta tensió fer doblegar lleument la fusta però encara no hi ha cap tipus de velocitat, de manera que no hi ha energia cinètica. Quan deixem anar la corda i la fletxa comença a disparar-se, l'energia elàstica es converteix en energia cinètica.
Com sabem, en l'electricitat també apliquem aquest concepte. I és que pot ser transformada en altres formes d'energia com és la cinètica, lumínica, tèrmica, etc. Totes aquestes possibilitats es donen com a resultat de la versatilitat de l'electromagnetisme.
Espero que amb aquesta informació puguin conèixer més sobre l'energia potencial, les seves característiques i funcionament.