Potentiële energie
Potentiële energie is de opgeslagen of ingehouden energie van een object. Het wordt vaak gecontrasteerd met kinetische energie.
In de natuurkunde is potentiële energie de energie die een object heeft door zijn positie in een krachtveld of die een systeem heeft door de manier waarop zijn onderdelen zijn gerangschikt. Veel voorkomende types zijn de gravitatiepotentiaalenergie van een voorwerp dat afhankelijk is van zijn verticale positie en massa, de elastische potentiële energie van een verlengde veer, en de elektrische potentiële energie van een lading in een elektrisch veld. De SI-eenheid voor energie is de joule (symbool J).
Potentiële energie wordt vaak geassocieerd met het herstellen van krachten zoals een veer of de zwaartekracht. De werking van het uitrekken van de veer of het opheffen van de massa wordt uitgevoerd door een externe kracht die werkt tegen het krachtveld van de potentiaal. Dit werk wordt opgeslagen in het krachtveld, dat als potentiële energie zou zijn opgeslagen. Als de externe kracht wordt weggenomen, werkt het krachtveld in op het lichaam om het werk uit te voeren, omdat het het lichaam terug in de uitgangspositie brengt, waardoor de rek van de veer wordt verminderd of het lichaam valt. Wanneer dit gebeurt, verandert de potentiële energie in kinetische energie. De totale energie blijft hetzelfde vanwege de wet van behoud van energie.
Natuurkundigen zeggen dat potentiële energie het verschil is tussen de energie van een object in een bepaalde positie en zijn energie op een referentiepositie.
Eenvoudige voorbeelden
Het omhoog brengen van een rots verhoogt zijn potentiële energie onder de zwaartekracht. Het uitrekken van een rubberen band verhoogt zijn elastische potentiële energie, wat een vorm van elektrische potentiële energie is. Een mengsel van een brandstof en een oxidatiemiddel heeft een chemische potentiële energie, wat een andere vorm van elektrische potentiële energie is. Ook batterijen hebben een chemische potentiële energie.
Soorten potentiële energie
Er zijn verschillende soorten potentiële energie, elk geassocieerd met een bepaald type kracht.
Zwaartepotentiële energie
Zwaartekrachtpotentiële energie wordt door een object ervaren wanneer hoogte en massa een factor zijn in het systeem. Zwaartekracht potentiële energie zorgt ervoor dat objecten naar elkaar toe bewegen. Als een voorwerp op een bepaalde afstand van het oppervlak van de aarde wordt opgetild, wordt de ervaren kracht veroorzaakt door gewicht en hoogte. Werk wordt gedefinieerd als kracht over een afstand, en werk is een ander woord voor energie. De potentiële energie die wordt toegevoegd wanneer je een voorwerp optilt is:
U = F Δ h {\\\Delta h} 
waar
F 
is de kracht van de zwaartekracht...
Δ h {\\\\Delta h}
is de verandering in de hoogte
of
U = m g h {\\\playstyle U=mgh} 
Hier, g = 9,81 m / s 2 {\\\mathrm {m/s} ^{2}}
is de versnelling door de zwaartekracht.
Het totale werk dat gedaan wordt door de gravitatiepotentiaal energie wanneer een object van positie 1 naar positie 2 valt is:
Δ W = U 1 - U 2 {\\\\\\\\an5}Delta W=U_{1}-U_{2}} 
of
Δ W = m g h 1 - m g h 2 \Delta W=mgh_{1}-mgh_{2}} 
waar
m {\\\\\\\\\\le m} 
is de massa van het object
h 1 {\playstyle h_1}}
is de eerste positie
h 2 {\playstyle h_{2}}
is de tweede positie
Elektrische potentiële energie
Elektrische potentiële energie wordt ervaren door ladingen die zowel verschillend als gelijk zijn, omdat ze elkaar afstoten of aantrekken. De kosten kunnen positief (+) of negatief (-) zijn, waarbij tegengestelde ladingen elkaar aantrekken en soortgelijke ladingen afstoten. Als twee ladingen op een bepaalde afstand van elkaar zijn geplaatst, kan de potentiële energie die tussen de ladingen is opgeslagen, worden berekend door:
U = k Q q r {\\frac {kQq}{r}} 
waar
k {\playstyle k}
is 1/4πє (voor lucht of vacuüm is het 9 x 10 9 N m 2 / C 2 {\playstyle 9x10^{9}Nm^{2}/C^{2}}) 
)
Q. Speel de eerste lading af...
q {\\\playstyle q}
is de tweede lading
r {\\\\\\\\\\\le r}
is de afstand tussen
Elastische potentiële energie
Elastische potentiële energie wordt ervaren wanneer een rubberachtig materiaal wordt weggetrokken of in elkaar wordt gedrukt. De hoeveelheid potentiële energie die het materiaal heeft is afhankelijk van de afstand die wordt afgenomen of geduwd. Hoe langer de geduwde afstand, hoe groter de elastische potentiële energie die het materiaal heeft. Als een materiaal wordt getrokken of geduwd, kan de potentiële energie worden berekend door:
U = 1 2 k x 2 {\\frac {2}}kx^^2} 
waar
k {\\\\\\\\\\le is de veerkrachtconstante (hoe goed het materiaal zich uitrekt of comprimeert)
x {\\\\\\\\\\le 
is de afstand die het materiaal heeft bewogen van zijn oorspronkelijke positie
Gerelateerde pagina's
Vragen en antwoorden
V: Wat is potentiële energie?
A: Potentiële energie is de opgeslagen of opgepotte energie van een voorwerp. Ze wordt vaak vergeleken met kinetische energie en is de energie die een voorwerp heeft door zijn positie in een krachtveld of die een systeem heeft door de manier waarop de onderdelen ervan zijn gerangschikt.
V: Wat zijn enkele veel voorkomende soorten potentiële energie?
A: Veel voorkomende soorten potentiële energie zijn gravitationele potentiële energie, elastische potentiële energie en elektrische potentiële energie.
V: Wat is de SI-eenheid voor het meten van energie?
A: De SI-eenheid voor het meten van energie is de joule (symbool J).
V: Hoe wordt arbeid opgeslagen als potentiële energie?
A: Arbeid wordt opgeslagen als potentiële energie wanneer deze wordt verricht door een externe kracht die tegen het krachtveld van de potentiaal in werkt. Deze arbeid wordt dan in het krachtveld opgeslagen als potentiële energie.
V: Hoe verandert potentiaal in kinetisch?
A: Wanneer een externe kracht die tegen een krachtveld van een bepaalde positie werkte, wordt opgeheven, beweegt het lichaam terug naar zijn uitgangspositie, waardoor de rek op een veer afneemt of een lichaam valt. Op dat moment verandert het bestaande potentieel in kinetisch en blijft de totale hoeveelheid totale energie constant als gevolg van de wet van behoud van energie.
V: Hoe definiëren natuurkundigen potentiële energie?
A: Natuurkundigen zeggen dat potentiële energie kan worden gedefinieerd als het verschil tussen de energie van een voorwerp in een bepaalde positie en de referentiepositie.
