גם בפיזיקה וגם בחשמל אנחנו מדברים אנרגיה פוטנציאלית. זהו אחד משני סוגי האנרגיה העיקריים והוא האחראי לאחסון אובייקט וזה תלוי במיקומו ביחס לאובייקטים אחרים. זה תלוי גם בקיומו של שדה כוח בתוכו ובגורמים אחרים. נעשה שימוש נרחב באנרגיה פוטנציאלית הן בתחום הפיזיקה והן בחשמל.
לכן, אנו מקדישים מאמר זה כדי לספר לך את כל מה שאתה צריך לדעת עליו.
סוגי אנרגיה עיקריים
למרות שכל זה נראה די מסובך להבנה, בואו נראה מהם סוגי האנרגיה העיקריים שקיימים.
- אנרגיה קינטית: הוא משהו שקשור בתנועה. לדוגמא, להבי טחנת הרוח הם בעלי אנרגיה קינטית כאשר הרוח נושבת. הוא מסוגל להמיר לחשמל אם יש להשתמש בהם.
- אנרגיה פוטנציאלית: זה מאוחסן במטרה להתגבר על מיקומו ביחס לאובייקטים אחרים. לדוגמא, כדור העומד גבוה בעל אנרגיה פוטנציאלית גבוהה יותר ביחס למפלס הקרקע.
אנו הולכים לראות כיצד לאובייקט יכול להיות אנרגיה בשתי דרכים אלה. לשם כך, בואו נדמיין כדור תותח. כאשר כדור התותח עדיין לא ירה, כל האנרגיה שהוא מחזיק היא בצורת אנרגיה פוטנציאלית. כמות האנרגיה הזו תלויה בכמה גורמים כמו המיקום ביחס לאובייקטים אחרים. כאשר היא מופעלת, כל האנרגיה הזו הופכת קינטית מכיוון שהקנה יוצא במהירות גבוהה. הקליע אוגר כמות גדולה של אנרגיה קינטית אך פחות מפוטנציאל. ככל שאתה מאט, יש להם פחות אנרגיה קינטית וכאשר הם נעצרים לחלוטין, הם חוזרים לאנרגיה פוטנציאלית.
דוגמאות לאנרגיה פוטנציאלית
על מנת להבין טוב יותר את כל זה אנו הולכים להביא כמה מהדוגמאות. בואו נחשוב על הכדורים המשמשים להריסת מבנים. כאשר הכדור נעצר לחלוטין ואינו בשימוש, יש בו אנרגיה פוטנציאלית. אנרגיה זו מגיעה מהמקום בו היא נמצאת ביחס לאובייקטים אחרים. כאשר הכדור מתחיל להיות בתנועה, הוא נע כמו מטוטלת לפגוע בחלק של הבניין להריסה. בפעולת התנועה הכדור מתחיל להיות בעל אנרגיה קינטית. כאשר הוא נע ופוגע בקיר יש לו שוב אנרגיה פוטנציאלית ופחות אנרגיה קינטית.
תוך כדי הרמת הכדור בגובה אנו אוגרים יותר ויותר אנרגיה פוטנציאלית. הסיבה לכך היא שכוח המשיכה של כדור הארץ מושך את הכדור בכוח גדול יותר ככל שהוא גבוה יותר. לכן, אם כדור התותח מושעה בגובה שלוש קומות, תהיה לו הרבה יותר אנרגיה מכזו שגובהה שלושה סנטימטרים. קל לראות את כל זה בהתחשב בהשפעות שיש להם כאשר הם ירדו בו זמנית. זו הסיבה מדוע נאמר שכמות האנרגיה הפוטנציאלית של אובייקט תלויה במיקומו או בכוח המופעל על ידי כוח הכבידה עליו.
סוגי אנרגיה פוטנציאלית
אנו יודעים שאובייקט יכול לאחסן סוג זה של אנרגיה וניתן להמיר אותו לסוגים אחרים בהתאם למה שקורה אחר כך. בואו נראה מהם הסוגים השונים שקיימים:
- אנגריה פוטנציאלית של כוח המשיכה: זה שיש לו אובייקט בגלל משיכת האדמה. ככל שאתה גבוה יותר, כך יש לך יותר. זה לא היחיד, מכיוון שאנרגיה כבידתית יכולה לקיים אינטראקציה עם אובייקט גדול יותר.
- אנרגיה פוטנציאלית כימית: זה שמאוחסן האובייקט בהתאם לאופן שבו שני אטומים ומולקולות מסודרים. אנו יודעים כי ניתן להזמין אטומים ומולקולות באופן שונה בהתאם למצב האובייקט עצמו. זה תלוי גם בהרכב שלה. למולקולות יש קשרים כימיים מסוימים והן עשויות לגרום לתגובה או לא. לדוגמא, כאשר אנו אוכלים אנו הופכים מזון לאנרגיה כימית וחלק מהמזונות יפיקו יותר קלוריות מאחרים. הדבר קורה עם דלקים כמו נפט, המסוגל לאגור כמות גדולה של אנרגיה פוטנציאלית כדי להפוך אותם בהמשך לחשמל וחום.
- אנרגיה פוטנציאלית חשמלית: זה אחד שיש לו חפץ תלוי במטען החשמלי. זה יכול להיות אלקטרוסטטי או מגנטי. רכב יכול לאחסן אנרגיה פוטנציאלית אלקטרוסטטית זו הייתה פריקה קטנה כאשר נגע בו.
- אנרגיה פוטנציאלית גרעינית: זה מה שיש בחלקיקים של גרעין האטום. הם קשורים בכוח גרעיני וכשאנחנו שוברים את האיגודים האלה אנחנו גורמים לביקוע גרעיני וזה אנחנו עושים אנרגיה עצומה. אנו מקבלים את האנרגיה הזו מיסודות רדיואקטיביים כגון אורניום ופלוטוניום.
חשמל וגמישות
יש גם סוג של אנרגיה פוטנציאלית אלסטית שקשורה לרכוש החשמל של החומר. גמישות היא הנטייה להחזיר את צורתו המקורית של גוף לאחר שנחשף לכוחות מעוותים. כוחות אלה חייבים להיות גדולים מההתנגדות שלך. דוגמה לאנרגיה אלסטית היא של קפיץ כאשר הוא נמתח. כשחוזרים למצב ההתחלתי, כוח זה כבר לא מופעל.
דוגמה מאוד ברורה לאנרגיה פוטנציאלית אלסטית היא חץ וקשת. האנרגיה האלסטית מגיעה לערך המקסימלי שכן חושבים בקשת זמן מה מושך את הסיב האלסטי. מתח זה גורם לעץ להתכופף מעט אך עדיין אין מהירות, כך שאין אנרגיה קינטית. כאשר אנו משחררים את המיתר והחץ מתחיל לירות, האנרגיה האלסטית מומרת לאנרגיה קינטית.
כידוע, בחשמל אנו מיישמים גם את המושג הזה. וניתן להפוך אותה לצורות אנרגיה אחרות כמו קינטית, אור, תרמית וכו '. כל האפשרויות הללו נוצרות כתוצאה מהריבוניות של האלקטרומגנטיות.
אני מקווה שעם מידע זה תוכלו ללמוד עוד על אנרגיה פוטנציאלית, מאפייניה ואופן פעולתה.