אנרגיה פוטנציאלית היא האנרגיה הסמויה באובייקט במנוחה, והיא אחת משתי צורות אנרגיה. הצורה האחרת, אנרגיה קינטית, היא האנרגיה שמבטאת חפץ בתנועה. אנרגיה פוטנציאלית היא מושג ליבה של כל דיון מבוסס פיזיקה, ואחד המשתנים המשפיעים ביותר בנוסחאות המתארות את היקום הידוע שלנו.
אנרגיה פוטנציאלית היא בעצם איך שהיא נשמעת, למרות שיש כמה מורכבות מעורבות. האנרגיה הפוטנציאלית בפועל של אובייקט תלויה במיקומו ביחס לאובייקטים אחרים. לדוגמה, לבנה יש יותר אנרגיה פוטנציאלית מושעה מבניין בן שתי קומות מאשר הוא מונח על הקרקע. הסיבה לכך היא שמיקומה היחסי של הלבנה לכדור הארץ מעניק לו יותר אנרגיה. שני לבנים אחד ליד השני לא נותנים אחד לשני אנרגיה רבה יותר, מכיוון שאין כוח הפועל עליהם.
ניתן ליישם את אותו העיקרון בכל קנה מידה, בין אם זה גלקטי או אטומי. אכן, אטומים מחזיקים גם באנרגיה פוטנציאלית, אם כי תנועתם המתמדת מעבירה חלק ניכר מהאנרגיה הפוטנציאלית שלהם לאנרגיה קינטית.
כיצד לחשב אנרגיה פוטנציאלית
אנרגיה מתייחסת ליכולתו של אובייקט או מערכת לבצע עבודה. זה מגיע בצורות רבות, כולל מכניות, תרמיות, כימיות, גרעיניות ואחרות. עבודה מתייחסת להעברת אנרגיה מאובייקט אחד למשנהו, וקיימת קשר הדוק עם אנרגיה קינטית. כוח הוא הקצב בו האנרגיה מעבירה בין שני עצמים או יותר. שלושת המושגים הללו קשורים זה לזה, והבנת כל מושג דורשת את ההקשר של האחרים.
אנרגיה ועבודה נמדדים באמצעות ג'אולים, על שם ג'יימס פרסקוט ז'ול, הפיזיקאי האחראי על יצירת הנוסחאות הגיוניות מהעברת אנרגיה. אנרגיה ועבודה נמדדים באמצעות אותן יחידות מכיוון שהם שני צדדים של אותו מטבע - עבודה היא רק אנרגיה בתנועה.
הספק נמדד בוואט, על שמו של הממציא הסקוטי ג'יימס וואט. Wattage הוא מדידה של ייצור חום. בכל זמן שמועברת אנרגיה, נוצר חום וככל שהוא מועבר מהר יותר נוצר יותר חום.
דרך קלה להמחיש אינטראקציה זו היא עם הידיים שלך. כשקר לך, אתה עלול למרוח את הידיים זו לזו לחום. עכשיו חשוב על הידיים שלך רוטטות יחד מהר ככל שתוכל להזיז אותן. משתמשים יותר באנרגיה, מה שאומר שיותר עבודה נעשית. עבודה זו דורשת יותר כוח, מה שמייצר יותר חום.
האנרגיה הפוטנציאלית של כל אובייקט נתון היא מדידה של הפוטנציאל שלו לעבודה, יצירת חום וייצור כוח. מסיבה זו, חישוב האנרגיה הפוטנציאלית של אובייקט הוא סכום המסה שלו, המרחק מכדור הארץ, מטען חשמלי, מרחק מעצמים אחרים וכוחות אלסטיים פנימיים (כלומר כל כוח מכני פנימי). בפשט, ניתן לכתוב נוסחה זו כך: אנרגיה פוטנציאלית = mgh, איפה M היא המסה, שנמדדת בקילוגרמים; ז הוא ההאצה כתוצאה מכוח הכבידה (9.8 מ / ש ^ 2 על פני כדור הארץ); ו ח הוא הגובה, שנמדד במטרים.
