Definitie en formule van potentiële energie

Potentiële energie is energie die een object heeft vanwege zijn positie ten opzichte van andere objecten. Het heet potentieel omdat het de potentie heeft om te worden omgezet in andere vormen van energie, zoals kinetische energie. Potentiële energie wordt meestal in vergelijkingen gedefinieerd door de hoofdletter U of soms door PE.

Potentiële energie kan ook verwijzen naar andere vormen van opgeslagen energie, zoals energie uit netto elektrische lading, chemische bindingen of interne spanningen.

Voorbeelden van potentiële energie

Een bal die op een tafel rust, heeft potentiële energie, potentiële zwaartekracht genoemd, omdat deze afkomstig is van de positie van de bal in het zwaartekrachtveld. Hoe massiever een object, hoe groter de potentiële zwaartekracht.

Een getrokken boog en een samengedrukte veer hebben ook potentiële energie. Dit is elastische potentiële energie, die het gevolg is van het uitrekken of samendrukken van een object. Voor elastische materialen verhoogt het verhogen van de hoeveelheid rek de hoeveelheid opgeslagen energie. Veren hebben energie wanneer ze worden uitgerekt of samengedrukt.

Chemische bindingen kunnen ook potentiële energie hebben, afgeleid van elektronen die dichter of verder van atomen af ​​bewegen. In een elektrisch systeem wordt potentiële energie uitgedrukt als spanning.

Potentiële energievergelijkingen

Als je een massa optilt m door h meter, zal zijn potentiële energie zijn mgh, waar g is de versnelling door zwaartekracht: PE = mgh.

Voor een veer wordt potentiële energie berekend op basis van de wet van Hooke, waarbij de kracht evenredig is aan de lengte van rek of compressie (x) en de veerconstante (k): F = kx.

De vergelijking voor elastische potentiële energie is dus PE = 0,5 kx²