- מהי אנרגיה פוטנציאלית?
- אנגריה פוטנציאלית של כוח המשיכה
- אנרגיה אלסטית פוטנציאלית
- אנרגיה פוטנציאלית כימית
- אנרגיה פוטנציאלית אלקטרוסטטית
אנו מסבירים מהי אנרגיה פוטנציאלית, הסוגים השונים שקיימים וכמה דוגמאות.
מהי אנרגיה פוטנציאלית?
אנרגיה פוטנציאלית היא סוג שלאנרגיה מכנית הקשורים ליחסים בין גוף לשדה או מערכת כוחות חיצוניים (אם האובייקט נמצא בשדה) או פנימי (אם השדה נמצא בתוך האובייקט). זה קשור לאנרגיה פנימה כּוֹחַ, כלומר, ניתן להפוך אותו מיד לצורות אחרות של אנרגיה, כמו קינטיקה, למשל.
האנרגיה הפוטנציאלית של מערכת, יהא מקורה אשר יהיה, מייצגת את האנרגיה ה"מאוחסנת" בה בהינתן התצורה או מיקומה, ולכן, כדי למדוד אותה, יש לקחת בחשבון נקודת ייחוס או תצורה.
הרעיון של אנרגיה פוטנציאלית שימושי הן למערכות פיזיות שמרניות (שנוטות לשמר אנרגיה) והן למערכות פיזיות מתפזרות (שנוטות לאבד). אנרגיה פוטנציאלית ו אנרגיה קינטית של מערכת מהווים את שלה אנרגיה מכנית:
אנרגיה פוטנציאלית + אנרגיה קינטית = אנרגיה מכנית כוללת
סוג זה של אנרגיה נחקר לא רק על ידי מכניקה קלאסית, אלא גם מכניקה רלטיביסטית ופיזיקה קוונטית (שמיישמת אותה על מערכות שלחלקיקים). אנרגיה פוטנציאלית מסווגת לפי הכוחות שנותנים לה את המקור, כמו כבידה, אלסטית, כימית, בין היתר.
אנגריה פוטנציאלית של כוח המשיכה
אנרגיה פוטנציאלית כבידה מוגדרת כאנרגיה שיש לגוף מסיבי כשהוא שקוע בתוך א שדה כבידה. שדות כבידה נוצרים סביב אובייקטים עם המונים גדול מאוד (לדוגמה, מסות של כוכבי הלכת וה שמש).
לדוגמה, לרכבת הרים יש אנרגיה פוטנציאלית מקסימלית במיקומה הגבוה ביותר בשל היותה שקועה בשדה הכבידה של רכבת ההרים. כדור הארץ. ברגע שהעגלה מופלת, מאבדת גובה, האנרגיה הפוטנציאלית הופכת לאנרגיה קינטית.
אנרגיה אלסטית פוטנציאלית
אנרגיה פוטנציאלית אלסטית קשורה לתכונה של גְמִישׁוּת של ה חוֹמֶר, שהיא הנטייה להחזיר את צורתו המקורית לאחר שהיו נתונות לכוחות דפורמציה גדולים מהתנגדותו. דוגמה מובהקת לאנרגיה אלסטית היא של קפיץ שנמתח או מתכווץ כתוצאה מכוח חיצוני וחוזר למקומו המקורי ברגע שהכוח הזה כבר לא מופעל.
דוגמה נוספת היא מערכת החץ והקשת, שבה האנרגיה הפוטנציאלית האלסטית מגיעה לערכה המקסימלי כאשר הקשת נמשכת תוך כדי משיכת הסיב האלסטי, מכופפת מעט את העץ, אך עדיין במהירות אפסית. ברגע הבא, האנרגיה הפוטנציאלית הופכת לקינטית והחץ נזרק במלוא המהירות קדימה.
אנרגיה פוטנציאלית כימית
אנרגיה פוטנציאלית כימית היא האנרגיה האצורה בה קישורים כימיים של האטומים ימולקולות. דוגמה לכך היא גלוקוז בגופנו, האוגר אנרגיה פוטנציאלית כימית שגופנו (באמצעות א תהליך שזה נקראחילוף חומרים) הופך לאנרגיית חום לשמירה טֶמפֶּרָטוּרָה גופני.
כך גם לגבי דלק מאובנים (פחמימנים) במיכל הדלק של המכונית. ה אנרגיה פוטנציאלית כימית מאוחסן בקשרים הכימיים של בנזין, הוא הופך לאנרגיה מכנית כדי להתניע את הרכב.
אנרגיה פוטנציאלית אלקטרוסטטית
בתוך ה חַשְׁמַל מיישם גם את הרעיון של אנרגיה פוטנציאלית, שניתן להמיר לצורות אחרות של אנרגיה, כגון קינטיקה, תֶרמִי אוֹ אוֹר, לאור הרבגוניות העצומה של אלקטרומגנטיות.
במקרה זה, האנרגיה נובעת משדה הכוחות החשמליים המיוצרים על ידי ה חלקיקים טעון.