Gan fizikā, gan elektrībā mēs runājam potenciālā enerģija. Tas ir viens no diviem galvenajiem enerģijas veidiem, un tas ir tas, kas ir atbildīgs par objekta uzglabāšanu, un tas ir atkarīgs no tā stāvokļa attiecībā pret citiem objektiem. Tas ir atkarīgs arī no spēka lauka esamības tajā un citiem faktoriem. Potenciālā enerģija tiek plaši izmantota gan fizikas, gan elektrības jomā.
Tāpēc mēs veltīsim šo rakstu, lai pastāstītu jums visu, kas jums par to jāzina.
Galvenie enerģijas veidi
Lai gan to visu šķiet diezgan sarežģīti saprast, apskatīsim, kādi ir galvenie pastāvošie enerģijas veidi.
- Kinētiskā enerģija: ir saistīts kaut kas kustībā. Piemēram, vējdzirnavu asmeņiem ir kinētiskā enerģija, kad pūš vējš. Ja tās paredzēts izmantot, to var pārveidot par elektrību.
- Potenciālā enerģija: Tas tiek glabāts, lai pārvarētu savu stāvokli attiecībā pret citiem objektiem. Piemēram, bumbai, kas stāv garumā, ir lielāka potenciālā enerģija attiecībā pret zemes līmeni.
Mēs redzēsim, kā objektam var būt enerģija šajos divos veidos. Lai to izdarītu, iedomāsimies lielgabala lodi. Kad lielgabala lode vēl nav izšāvusi, visa tā rīcībā esošā enerģija ir potenciālās enerģijas veidā. Šīs enerģijas daudzums ir atkarīgs no dažiem faktoriem, piemēram, pozīcijas attiecībā pret citiem objektiem. Kad to izšauj, visa šī enerģija kļūst kinētiska, jo stobrs izdziest lielā ātrumā. Lādiņš uzkrāj lielu daudzumu kinētiskās enerģijas, bet mazāk nekā potenciāls. Kad jūs palēnināt ātrumu, viņiem ir mazāka kinētiskā enerģija, un, pilnībā apstājoties, viņi atgriežas pie potenciālās enerģijas.
Potenciālās enerģijas piemēri
Lai to visu labāk izprastu, mēs sniegsim dažus piemērus. Padomāsim par bumbām, kuras izmanto ēku nojaukšanai. Kad bumba ir pilnībā apturēta un netiek izmantota, tai ir uzkrāta potenciālā enerģija. Šī enerģija nāk no vietas, kur tā atrodas attiecībā pret citiem objektiem. Kad bumba sāk kustēties, tā kustas kā svārsts, lai trāpītu nojaucamajai ēkas daļai. Tieši kustības darbībā bumbai sāk būt kinētiskā enerģija. Kad tas pārvietojas un ietriecas sienā, tam atkal ir potenciālā enerģija un mazāk kinētiskās enerģijas.
Kā mēs ejam paaugstinot bumbu augstumā, mēs uzkrājam arvien vairāk potenciālās enerģijas. Tas ir tāpēc, ka Zemes gravitācija piesaista bumbu ar lielāku spēku, jo augstāka tā ir. Tāpēc, ja lielgabala lode tiek apturēta trīs stāvu augstumā, tai būs daudz vairāk enerģijas nekā tai, kas ir trīs centimetrus augsta. Tas viss ir viegli saskatāms, ņemot vērā to ietekmi, kas viņiem rodas, vienlaikus samazinoties. Tas ir iemesls, kāpēc tiek teikts, ka objekta potenciālās enerģijas daudzums ir atkarīgs no tā stāvokļa vai no spēka, ko uz to ietekmē gravitācija.
Potenciālās enerģijas veidi
Mēs zinām, ka objekts var uzglabāt šāda veida enerģiju un to var pārveidot citos veidos atkarībā no tā, kas notiks tālāk. Apskatīsim, kādi ir dažādi pastāvošie veidi:
- Gravitācijas potenciālā enerģija: Tas ir tas, kam ir zemes pievilcības dēļ objekts. Jo augstāk tu esi, jo vairāk tev ir. Tas nav vienīgais, jo gravitācijas enerģija var mijiedarboties ar citu lielāku objektu.
- Ķīmiskā potenciālā enerģija: Tas ir tas, kurš objektu uzglabā atbilstoši tam, kā sakārtoti divi atomi un molekulas. Mēs zinām, ka atomus un molekulas var sakārtot atšķirīgi atkarībā no paša objekta stāvokļa. Tas ir atkarīgs arī no tā sastāva. Molekulām ir noteiktas ķīmiskās saites, un tās var izraisīt reakciju vai neizraisīt to. Piemēram, ēdot, mēs pārtiku pārveidojam par ķīmisko enerģiju, un daži pārtikas produkti radīs vairāk kaloriju nekā citi. Tas pats notiek ar degvielām, piemēram, eļļu, kas spēj uzkrāt lielu daudzumu potenciālās enerģijas, lai vēlāk tās pārveidotu par elektrību un siltumu.
- Elektriskā potenciālā enerģija: Tas ir tāds, kuram ir objekts atkarībā no elektriskā lādiņa. Tas var būt elektrostatisks vai magnētisks. Transportlīdzeklis var uzglabāt elektrostatisko potenciālo enerģiju, un, pieskaroties, tas bija mazs izlāde.
- Kodolenerģijas potenciālā enerģija: Tas ir tas, kas atrodas atoma kodola daļiņās. Tos saista kodolspēks, un, izjaucot šīs savienības, mēs izraisām kodola skaldīšanu, un tieši mēs ražojam milzīgu enerģiju. Šo enerģiju mēs iegūstam no tādiem radioaktīviem elementiem kā urāns un plutonijs.
Elektrība un elastība
Pastāv arī elastīgās potenciālās enerģijas veids, kas ir saistīts ar matērijas elektrisko īpašību. Elastība ir tieksme atgūt ķermeņa sākotnējo formu pēc deformācijas spēku iedarbības. Šiem spēkiem jābūt lielākiem par jūsu pretestību. Elastīgās enerģijas piemērs ir atsperes spriegojums. Atgriežoties sākotnējā stāvoklī, šis spēks vairs netiek piemērots.
Ļoti skaidrs elastīgās potenciālās enerģijas piemērs ir priekšgala un bulta. Elastīgā enerģija sasniedz maksimālo vērtību, jo loka tiek domāts, vienlaikus velkot elastīgo šķiedru. Šī spriedze liek kokam nedaudz saliekties, bet joprojām nav ātruma, tāpēc nav kinētiskās enerģijas. Kad mēs atlaižam virkni un bulta sāk šaut, elastīgā enerģija tiek pārveidota par kinētisko enerģiju.
Kā mēs zinām, elektrībā mēs izmantojam arī šo jēdzienu. Un to var pārveidot citos enerģijas veidos, piemēram, kinētiskajā, gaismas, siltuma utt. Visas šīs iespējas rodas elektromagnētisma daudzpusības rezultātā.
Es ceru, ka, izmantojot šo informāciju, jūs varat uzzināt vairāk par potenciālu enerģiju, tās īpašībām un kā tā darbojas.