Mówimy o fizyce i elektryczności energia potencjalna. Jest to jeden z dwóch głównych rodzajów energii i odpowiada za przechowywanie obiektu, a to zależy od jego pozycji względem innych obiektów. Zależy to również od istnienia w nim pola siłowego i innych czynników. Energia potencjalna jest szeroko stosowana zarówno w fizyce, jak i elektryczności.
Dlatego zamierzamy poświęcić ten artykuł, aby opowiedzieć Ci wszystko, co musisz o nim wiedzieć.
Główne rodzaje energii
Chociaż wszystko to wydaje się dość trudne do zrozumienia, zobaczmy, jakie są główne rodzaje energii, które istnieją.
- Energia kinetyczna: jest związane z czymś w ruchu. Na przykład łopaty wiatraka mają energię kinetyczną, gdy wieje wiatr. Można je przekształcić w energię elektryczną, jeśli mają być używane.
- Energia potencjalna: Jest to taki, który jest przechowywany, aby przezwyciężyć swoje położenie w stosunku do innych obiektów. Na przykład piłka, która stoi wysoko, ma wyższą energię potencjalną w stosunku do poziomu podłoża.
Zobaczymy, jak obiekt może mieć energię na te dwa sposoby. Aby to zrobić, wyobraźmy sobie kulę armatnią. Kiedy kula armatnia jeszcze nie wystrzeliła, cała posiadana przez nią energia ma postać energii potencjalnej. Ilość tej energii zależy od pewnych czynników, takich jak położenie względem innych obiektów. Po wystrzeleniu cała ta energia staje się kinetyczna, ponieważ lufa gaśnie z dużą prędkością. Pocisk przechowuje dużą ilość energii kinetycznej, ale mniej niż potencjał. Kiedy zwalniasz, mają mniej energii kinetycznej, a kiedy całkowicie się zatrzymają, wracają do energii potencjalnej.
Przykłady energii potencjalnej
Aby lepiej to wszystko zrozumieć, podamy kilka przykładów. Pomyślmy o kulach, które służą do burzenia budynków. Kiedy piłka jest całkowicie zatrzymana i nie jest używana, ma zmagazynowaną energię potencjalną. Ta energia pochodzi z miejsca, w którym jest w stosunku do innych obiektów. Kiedy piłka zaczyna się poruszać, porusza się jak wahadło, uderzając w część budynku, która ma zostać wyburzona. Podczas ruchu piłka zaczyna mieć energię kinetyczną. Kiedy porusza się i uderza w ścianę, ponownie ma energię potencjalną i mniej energii kinetycznej.
Jak idziemy Podnosząc piłkę na wysokość magazynujemy coraz więcej energii potencjalnej. Dzieje się tak, ponieważ grawitacja Ziemi przyciąga piłkę z większą siłą, im jest wyższa. Dlatego, jeśli kula armatnia jest zawieszona na wysokości trzech pięter, będzie miała znacznie więcej energii niż ta, która ma trzy centymetry wysokości. Wszystko to jest łatwe do zauważenia, biorąc pod uwagę efekty, jakie wywołują, gdy zostaną upuszczone w tym samym czasie. Z tego powodu mówi się, że ilość energii potencjalnej obiektu zależy od jego położenia lub od siły wywieranej przez grawitację.
Rodzaje energii potencjalnej
Wiemy, że obiekt może przechowywać ten rodzaj energii i może zostać przekształcony w inne typy w zależności od tego, co stanie się później. Zobaczmy, jakie istnieją różne typy:
- Grawitacyjna energia potencjalna: To ten, który ma obiekt ze względu na przyciąganie ziemi. Im wyższy jesteś, tym więcej masz. Nie jest to jedyne, ponieważ energia grawitacyjna może oddziaływać z innym większym obiektem.
- Potencjalna energia chemiczna: To ten, który ma obiekt przechowywany zgodnie z tym, jak ułożone są dwa atomy i cząsteczki. Wiemy, że atomy i cząsteczki mogą być różnie uporządkowane w zależności od stanu samego obiektu. Zależy to również od jego składu. Cząsteczki mają pewne wiązania chemiczne i mogą, ale nie muszą, wywołać reakcję. Na przykład, kiedy jemy, przekształcamy żywność w energię chemiczną, a niektóre pokarmy generują więcej kalorii niż inne. To samo dotyczy paliw, takich jak ropa naftowa, która jest zdolna do magazynowania dużej ilości energii potencjalnej, aby później przekształcić je w energię elektryczną i ciepło.
- Energia potencjalna elektryczna: To taki, który ma obiekt zależny od ładunku elektrycznego. Może być elektrostatyczny lub magnetyczny. Pojazd może gromadzić pewną elektrostatyczną energię potencjalną i po dotknięciu było to niewielkie wyładowanie.
- Energia jądrowa potencjalna: To jest to, co jest w cząsteczkach jądra atomowego. Są one połączone siłą nuklearną i kiedy zrywamy te związki, wywołujemy rozszczepienie jądrowe i to robimy ogromną energię. Otrzymujemy tę energię z pierwiastków radioaktywnych, takich jak uran i pluton.
Energia elektryczna i elastyczność
Istnieje również rodzaj elastycznej energii potencjalnej, która ma związek z elektryczną właściwością materii. Elastyczność to tendencja do przywracania pierwotnego kształtu ciała po poddaniu go siłom odkształcającym. Te siły muszą być większe niż twój opór. Przykładem energii sprężystej jest sprężyna podczas rozciągania. Po powrocie do położenia początkowego siła ta nie jest już przykładana.
Bardzo wyraźnym przykładem elastycznej energii potencjalnej jest łuk i strzała. Energia sprężystości osiąga maksymalną wartość, gdy łuk jest uważany za podczas ciągnięcia elastycznego włókna. To napięcie sprawia, że drewno lekko się wygina, ale nadal nie ma prędkości, więc nie ma energii kinetycznej. Kiedy puszczamy cięciwę i strzała zaczyna strzelać, energia sprężysta zamienia się na energię kinetyczną.
Jak wiemy, w elektryczności również stosujemy tę koncepcję. I można go przekształcić w inne formy energii, takie jak kinetyczna, świetlna, termiczna itp. Wszystkie te możliwości wynikają z wszechstronności elektromagnetyzmu.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom dowiesz się więcej o energii potencjalnej, jej charakterystyce i sposobie działania.