Potenzielle Energie ist die latente Energie in einem ruhenden Objekt und eine von zwei Energieformen. Die andere Form, kinetische Energie, ist die Energie, die von einem bewegten Objekt ausgedrückt wird. Potenzielle Energie ist ein Kernkonzept jeder physikbasierten Diskussion und eine der einflussreichsten Variablen in den Formeln, die unser bekanntes Universum beschreiben.
Potenzielle Energie ist im Wesentlichen das, wonach es sich anhört, obwohl es einige Feinheiten gibt. Die tatsächliche potentielle Energie eines Objekts hängt von seiner Position relativ zu anderen Objekten ab. Zum Beispiel hat ein Ziegel mehr potenzielle Energie, die an einem zweistöckigen Gebäude hängt, als auf dem Boden ruht. Das liegt daran, dass die relative Position des Ziegels zur Erde ihm mehr Energie gibt. Zwei Steine nebeneinander geben sich jedoch nicht mehr Energie, da keine Kraft auf sie einwirkt.
Das gleiche Prinzip kann auf jeder Skala angewendet werden, sei es galaktisch oder atomar. In der Tat besitzen Atome auch potentielle Energie, obwohl ihre ständige Bewegung einen Großteil ihrer potentiellen Energie in kinetische Energie umwandelt.
Wie man potentielle Energie berechnet
Energie bezieht sich auf die Fähigkeit eines Objekts oder Systems, Arbeit auszuführen. Es kommt in vielen Formen vor, einschließlich mechanischer, thermischer, chemischer, nuklearer und anderer. Arbeit bezieht sich auf die Übertragung von Energie von einem Objekt auf ein anderes und steht in enger Beziehung zur kinetischen Energie. Leistung ist die Geschwindigkeit, mit der Energie zwischen zwei oder mehr Objekten übertragen wird. Diese drei Konzepte sind eng miteinander verbunden, und das Verständnis jedes Konzepts erfordert den Kontext der anderen.
Energie und Arbeit werden mit Joule gemessen, benannt nach James Prescott Joule, dem Physiker, der für die Erstellung der Formeln verantwortlich ist, die für die Energieübertragung sinnvoll sind. Energie und Arbeit werden mit denselben Einheiten gemessen, da sie zwei Seiten derselben Medaille sind - Arbeit ist nur Energie in Bewegung.
Die Leistung wird in Watt gemessen, benannt nach dem schottischen Erfinder James Watt. Die Leistung ist ein Maß für die Wärmeerzeugung. Jedes Mal, wenn Energie übertragen wird, wird Wärme erzeugt, und je schneller sie übertragen wird, desto mehr Wärme wird erzeugt.
Eine einfache Möglichkeit, diese Interaktion zu visualisieren, sind Ihre Hände. Wenn Ihnen kalt ist, können Sie Ihre Hände für Hitze aneinander reiben. Stellen Sie sich nun vor, Ihre Hände vibrieren so schnell zusammen, wie Sie sie bewegen können. Es wird mehr Energie verbraucht, was bedeutet, dass mehr Arbeit geleistet wird. Diese Arbeit benötigt mehr Strom, der mehr Wärme erzeugt.
Die potentielle Energie eines bestimmten Objekts ist ein Maß für sein Potenzial, Arbeit zu leisten, Wärme zu erzeugen und Strom zu erzeugen. Aus diesem Grund ist die Berechnung der potentiellen Energie eines Objekts die Summe seiner Masse, Entfernung von der Erde, elektrischer Ladung, Entfernung von anderen Objekten und inneren elastischen Kräften (dh jeder inneren mechanischen Kraft). Vereinfacht ausgedrückt kann diese Formel wie folgt geschrieben werden: Potentielle Energie = mgh, wobei m ist die Masse, gemessen in Kilogramm; G ist die Erdbeschleunigung (9,8 m / s ^ 2 an der Erdoberfläche); und h ist die Höhe, gemessen in Metern.
