Energia potenziale
Energia potenziale
Cos'è l'energia potenziale?L'energia potenziale è l'energia immagazzinata che un oggetto possiede a causa della sua posizione o stato. Una bicicletta in cima a una collina, un libro tenuto sopra la testa e una molla tesa hanno tutti energia potenziale.
Come misurare l'energia potenziale
L'unità standard per misurare l'energia potenziale è il joule, abbreviato in 'J.'
In cosa è diversa dall'energia cinetica?
L'energia potenziale è l'energia immagazzinata mentre l'energia cinetica è l'energia del movimento. Quando viene utilizzata l'energia potenziale, viene convertita in energia cinetica. Puoi pensare all'energia potenziale come energia cinetica in attesa di accadere.
La palla verde ha l'energia potenziale dovuta
alla sua altezza. La palla viola ha una cinetica
energia a causa della sua velocità.
Un'auto su una collina
Possiamo confrontare energia potenziale ed energia cinetica considerando un'auto su una collina. Quando l'auto è in cima alla collina ha l'energia potenziale maggiore. Se è fermo, non ha energia cinetica. Quando l'auto inizia a rotolare giù per la collina, perde energia potenziale, ma guadagna energia cinetica. L'energia potenziale della posizione dell'auto in cima alla collina viene convertita in energia cinetica.
Energia potenziale gravitazionale
Un tipo di energia potenziale proviene dalla gravità terrestre. Questa è chiamata energia potenziale gravitazionale (GPE). L'energia potenziale gravitazionale è l'energia immagazzinata in un oggetto in base alla sua altezza e massa. Per calcolare l'energia potenziale gravitazionale usiamo la seguente equazione:
GPE = massa * g * altezza
GPE = m * g * h
Dove 'g' è l'accelerazione di gravità standard che è uguale a 9,8 m / sDue. L'altezza è determinata in base all'altezza che l'oggetto potrebbe potenzialmente cadere. L'altezza può essere la distanza dal suolo o forse il tavolo del laboratorio su cui stiamo lavorando.
Problemi di esempio:
Qual è l'energia potenziale di una roccia di 2 kg situata in cima a una scogliera alta 10 metri?
GPE = massa * g * altezza
GPE = 2 kg * 9,8 m / sDue* 10 m
GPE = 196 J
Energia potenziale e lavoro
L'energia potenziale è uguale alla quantità di lavoro svolto per portare un oggetto nella sua posizione. Ad esempio, se dovessi sollevare un libro dal pavimento e posizionarlo su un tavolo. L'energia potenziale del libro sul tavolo sarà uguale alla quantità di lavoro necessaria per spostare il libro dal pavimento al tavolo.
Altri tipi di energia potenziale
- Elastico - L'energia potenziale elastica viene immagazzinata quando i materiali si allungano o si comprimono. Esempi di energia potenziale elastica includono molle, elastici e fionde.
- Elettrico - L'energia potenziale elettrica è la capacità di svolgere un lavoro basato sull'oggetto carica elettrica .
- Nucleare: l'energia potenziale delle particelle all'interno di un atomo.
- Chimica - L'energia potenziale chimica è l'energia immagazzinata nelle sostanze a causa della loro legami chimici . Un esempio di ciò è l'energia immagazzinata nella benzina per un'auto.
- Lo scienziato scozzese William Rankine ha coniato per primo il termine energia potenziale nel XIX secolo.
- L'equazione per calcolare l'energia potenziale di una molla è PE = 1/2 * k * xDue, dove k è la costante della molla ex è la quantità di compressione.
- Il concetto di energia potenziale risale all'antica Grecia e al filosofo Aristotele .
