Potenciální energie

Obsah

• Druhy potenciální energie
• Příklady potenciální energie
• Jiné druhy energie

Ve fyzice říkáme energii schopnost pracovat.

Energií může být:

• Elektrický: výsledek potenciálního rozdílu mezi dvěma body.
• Světlo: část energie nesená světlem, kterou lze vnímat lidským okem.
• Mechanika: je to způsobeno polohou a pohybem těla. Je to součet potenciální, kinetické a elastické energie.
• Tepelný: síla, která se uvolňuje ve formě tepla.
• Vítr: získává se větrem, obvykle se používá k jeho transformaci na elektrickou energii.
• Sluneční: používá se elektromagnetické záření ze slunce.
• Jaderná: z jaderné reakce, z fúze a jaderné štěpení.
• Kinetika: ten, který má objekt kvůli svému pohybu.
• Chemie nebo reakce: z jídla a paliva.
• Hydraulické nebo vodní: je výsledkem kinetické a potenciální energie vodního proudu.
• Sonora: je produkováno vibracemi předmětu a vzduchu, který jej obklopuje.
• Zářivý: pochází z elektromagnetických vln.
• Fotovoltaické: umožňuje přeměnu slunečního světla na elektrickou energii.
• Iontový: je energie potřebná k oddělení elektronu od jeho atom.
• Geotermální: ten, který pochází z tepla Země.
• Přílivová vlna: pochází z pohybu přílivu a odlivu.
• Elektromagnetické: závisí na elektrickém a magnetickém poli. Skládá se ze sálavé, kalorické a elektrické energie.
• Metabolické: je to energie, kterou organismy získávají ze svých chemických procesů na buněčné úrovni.

Viz také: Příklady energie v každodenním životě

Když mluvíme o potenciální energie označujeme energii uvažovanou v systému. Potenciální energie těla je kapacita, kterou má k vyvinutí akce v závislosti na silách, které těla systému působí proti sobě.

Jinými slovy, potenciální energií je schopnost generovat práci v důsledku polohy těla.

Potenciální energie fyzického systému je ta, kterou systém uložil. Jedná se o práci, kterou vykonávají síly na fyzickém systému, aby jej přemístily z jedné polohy do druhé.

Liší se od Kinetická energie, protože ten se projevuje pouze tehdy, když je tělo v pohybu, zatímco potenciální energie je k dispozici, když je tělo nepohyblivé.

Je důležité si uvědomit, že když mluvíme o pohybu nebo nehybnosti těla, vždy to děláme z určitého úhlu pohledu. Když mluvíme o potenciální energii, máme na mysli nehybnost těla v systému. Například osoba sedící ve vlaku je z hlediska svého kabinového systému nehybná. Při pohledu zvenčí se však osoba pohybuje.

Druhy potenciální energie

• Gravitační potenciální energie: je potenciální energie těla zavěšeného v určité výšce. To znamená, že energii, kterou bude mít, pokud přestane být pozastavena a gravitace začne interagovat s uvedeným tělem. Když vezmeme v úvahu gravitační potenciální energii objektu v blízkosti povrchu Země, jeho velikost se rovná hmotnosti těla krát výška.
• Elastická potenciální energie: je to energie, kterou tělo uložilo při deformaci. Potenciální energie se u každého materiálu liší v závislosti na jeho pružnosti (schopnost vrátit se do výchozí polohy po deformaci).
• Elektrostatická potenciální energie: ten, který se nachází v objektech, které se navzájem odpuzují nebo přitahují. Potenciální energie je větší, čím blíže jsou, když se navzájem odpuzují, zatímco čím větší, tím více jsou, pokud se navzájem přitahují.
• Chemická potenciální energie: závisí na strukturní organizaci atomů a molekuly.
• Jaderná potenciální energieJe to způsobeno intenzivními silami, které na sebe váží a odpuzují protony a neutrony.

Příklady potenciální energie

1. Balónky: Když plníme balón, nutíme plyn, aby zůstal v ohraničeném prostoru. Tlak vyvíjený tímto vzduchem táhne stěny balónu. Jakmile naplníme balón, systém je nepohyblivý. Stlačený vzduch uvnitř balónku má však velké množství potenciální energie. Pokud se bublina objeví, stane se tato energie kinetickou a zvukovou energií.
2. Jablko na větvi stromu: Při zavěšení má gravitační potenciální energii, která bude k dispozici, jakmile se oddělí od větve.
3. Sud: Drak je zavěšen ve vzduchu díky působení větru. Pokud se vítr zastaví, bude mít k dispozici svoji gravitační potenciální energii. Drak je obvykle vyšší než jablko na větvi stromu, což znamená, že jeho gravitační potenciální energie (hmotnost na výšku) je vyšší. Padá však pomaleji než jablko. Je to proto, že vzduch vyvíjí opačnou sílu než síla gravitace, kterému se říká „tření“. Jelikož má hlaveň větší povrch než jablko, trpí při pádu větší třecí silou.
4. Horská dráha: Mobilní horská dráha získává svoji potenciální energii při stoupání na vrcholky. Tyto vrcholy fungují jako nestabilní mechanické rovnovážné body. Abyste se dostali nahoru, musí mobil využívat sílu svého motoru. Jakmile je však nahoře, zbytek cesty se děje díky gravitační potenciální energii, která ji dokonce může vylézt na nové vrcholy.
5. Kyvadlo: Jednoduché kyvadlo je těžký předmět připevněný k hřídeli neroztažitelným závitem (který udržuje jeho délku konstantní). Pokud položíme těžký předmět vysoký dva metry a necháme ho jít, dosáhne na opačné straně kyvadla přesně dvou metrů vysokého. Je to proto, že jeho gravitační potenciální energie ho žene k tomu, aby odolával gravitaci ve stejné míře, v jaké ji přitahoval. Kyvadla se nakonec zastaví kvůli třecí síle vzduchu, nikdy kvůli gravitační síle, protože tato síla nadále způsobuje pohyb na neurčito.
6. Posaďte se na pohovku: Polštář (polštář) pohovky, kde sedíme, je stlačen (deformován) naší hmotností. V této deformaci se nachází elastická potenciální energie. Pokud je na stejném polštáři pírko, v okamžiku, kdy z polštáře odstraníme svoji váhu, se uvolní elastická potenciální energie a peří bude touto energií vypuzeno.
7. baterie: Uvnitř baterie je určité množství potenciální energie, která se aktivuje pouze při připojení k elektrickému obvodu.

• Může vám sloužit: Příklady transformace energie

Jiné druhy energie