I både fysik og elektricitet taler vi om potentiel energi. Det er en af de to hovedtyper af energi, og det er det, der er ansvarlig for opbevaring af et objekt, og det afhænger af dets position i forhold til andre objekter. Det afhænger også af eksistensen af et kraftfelt indeni det og andre faktorer. Potentiel energi anvendes i vid udstrækning både inden for fysik og elektricitet.
Derfor vil vi dedikere denne artikel til at fortælle dig alt hvad du behøver at vide om det.
Hovedtyper af energi
Selvom alt dette virker ret kompliceret at forstå, lad os se, hvad der er de vigtigste energityper, der findes.
- Kinetisk energi: er det tilknyttede noget i bevægelse. For eksempel har en vindmølles knive kinetisk energi, når vinden blæser. Det er i stand til at blive konverteret til elektricitet, hvis de skal bruges.
- Potentiel energi: Det er en, der er gemt for at overvinde sin position i forhold til andre objekter. For eksempel har en kugle, der står høj, en højere potentiel energi med hensyn til jordoverfladen.
Vi skal se, hvordan et objekt kan have energi på disse to måder. Lad os forestille os en kanonkugle for at gøre dette. Når kanonkuglen endnu ikke er fyret, er al energi, den besidder, i form af potentiel energi. Mængden af denne energi afhænger af nogle faktorer, såsom positionen i forhold til andre objekter. Når den fyres, bliver al denne energi kinetisk, da tønderen går ud i høj hastighed. Projektilet lagrer en stor mængde kinetisk energi, men mindre end potentiale. Når du sænker farten, har de mindre kinetisk energi, og når de stopper fuldstændigt, vender de tilbage til potentiel energi.
Eksempler på potentiel energi
For bedre at forstå alt dette vil vi give nogle af eksemplerne. Lad os tænke på de bolde, der bruges til nedrivning af bygninger. Når bolden er helt stoppet og ikke bruges, har den potentiel energi lagret. Denne energi kommer fra, hvor den er i forhold til andre objekter. Når bolden begynder at være i bevægelse, bevæger den sig som et pendul for at ramme den del af bygningen, der skal nedrives. Det er i bevægelsens handling, at bolden begynder at have kinetisk energi. Når den bevæger sig og rammer væggen, har den igen potentiel energi og mindre kinetisk energi.
Som vi går løfte bolden i højden gemmer vi mere og mere potentiel energi. Dette skyldes, at jordens tyngdekraft tiltrækker bolden med større kraft, jo højere den er. Derfor, hvis kanonkuglen er ophængt i en højde af tre etager, vil den have meget mere energi end en, der er tre centimeter høj. Alt dette er let at se i betragtning af de effekter, de har, når de droppes på samme tid. Dette er grunden til, at det siges, at mængden af en genstands potentielle energi afhænger af dens position eller af den kraft, der udøves af tyngdekraften på den.
Typer af potentiel energi
Vi ved, at et objekt kan gemme denne type energi og kan konverteres til andre typer afhængigt af hvad der sker næste. Lad os se, hvad der er de forskellige typer, der findes:
- Gravitationspotentiale energi: Det er den, der har et objekt på grund af jordens tiltrækningskraft. Jo højere du er, jo mere har du. Det er ikke den eneste, da tyngdekraftenergi kan interagere med et andet større objekt.
- Kemisk potentiel energi: Det er den, der har objektet gemt i henhold til, hvordan to atomer og molekyler er arrangeret. Vi ved, at atomer og molekyler kan ordnes forskelligt afhængigt af selve objektets tilstand. Det afhænger også af dets sammensætning. Molekyler har visse kemiske bindinger og kan eller måske ikke forårsage en reaktion. For eksempel, når vi spiser, omdanner vi mad til kemisk energi, og nogle fødevarer genererer flere kalorier end andre. Det samme sker med brændstoffer som olie, som er i stand til at lagre en stor mængde potentiel energi for senere at omdanne dem til elektricitet og varme.
- Elektrisk potentiel energi: Det er et objekt, der afhænger af den elektriske ladning. Det kan være elektrostatisk eller magnetisk. Et køretøj kan lagre noget elektrostatisk potentiel energi, og det var en lille afladning, når det blev berørt.
- Kerneenergipotential energi: Det er, hvad der er i atomkernens partikler. De er forbundet med atomkraft, og når vi bryder disse fagforeninger, forårsager vi nuklear fission, og det er vi laver en enorm energi. Vi får denne energi fra radioaktive grundstoffer som uran og plutonium.
Elektricitet og elasticitet
Der er også en type elastisk potentiel energi, der har at gøre med materiens elektricitetsegenskaber. Elasticitet er tendensen til at genvinde den oprindelige form af et legeme efter at have været udsat for deformerende kræfter. Disse kræfter skal være større end din modstand. Et eksempel på elastisk energi er en fjeder, når den strækkes. Når man vender tilbage til sin oprindelige position, anvendes denne kraft ikke længere.
Et meget klart eksempel på elastisk potentiel energi er en pil og bue. Den elastiske energi når den maksimale værdi, da lysbuen antages et stykke tid, der trækker den elastiske fiber. Denne spænding får træet til at bøje lidt, men der er stadig ingen hastighed, så der er ingen kinetisk energi. Når vi frigiver strengen, og pilen begynder at skyde, omdannes den elastiske energi til kinetisk energi.
Som vi ved, anvender vi også dette koncept inden for elektricitet. Og det kan omdannes til andre energiformer som kinetisk, lys, termisk osv. Alle disse muligheder opstår som et resultat af alsidigheden ved elektromagnetisme.
Jeg håber, at du med disse oplysninger kan lære mere om potentiel energi, dens egenskaber og hvordan den fungerer.