İçerik
- Yerçekimi Yerçekimi Alanı İçin Potansiyel Enerji Formülü
- Elastik potansiyel enerji
- Elektrik Potansiyeli veya Gerilimi
Potansiyel enerji, gerçekleşmemiş olan basit enerji gibi görünür ve onun böyle olmadığını düşünmek, gerçek olmadığına inanmanıza neden olabilir. Yine de, yerden 30 metre yukarıda, güvenli bir şekilde asılı olarak durun ve fikriniz değişebilir. Kasa, yerçekimi kuvveti nedeniyle potansiyel enerjiye sahiptir ve eğer birisi onu tutan ipi kesecek olsaydı, o enerji kinetik enerjiye dönüşecekti ve güvenli olan size ulaştığında, vermek için yeterli "gerçekleşmiş" enerjiye sahip olacaktı. Seni bölen başım ağrıyor.
Daha iyi bir potansiyel enerji tanımı enerji depolanır ve enerjiyi depolamak için "iş" gerektirir. Fiziğin belirli bir iş tanımı vardır - iş, bir nesnenin uzak bir mesafeye hareket etmesi durumunda yapılır. İş enerji ile ilgilidir. Potansiyel ve kinetik enerji birimleri olan SI sistemindeki joule cinsinden ölçülür. İşi potansiyel enerjiye dönüştürmek için, belirli bir kuvvete karşı hareket etmek zorundasınız ve birkaç tane var. Güç, yerçekimi, bir yay veya bir elektrik alan olabilir. Gücün özellikleri, buna karşı çalışarak sakladığınız potansiyel enerji miktarını belirler.
Yerçekimi Yerçekimi Alanı İçin Potansiyel Enerji Formülü
Yerçekiminin çalışma şekli, iki cismin birbirini çekmesidir, ancak yeryüzündeki her şey gezegenin kendisiyle karşılaştırıldığında çok küçüktür, yalnızca yerçekimi alanı yalnızca önemlidir. Bir vücut kaldırırsanız (m(yerin üstünde), o beden yere doğru hızlanma eğiliminde bir kuvvete maruz kalır. Kuvvetin büyüklüğü (F), Newton’un 2. yasasından F = mg, nerede g Dünyadaki her yerde sabit olan yerçekiminden kaynaklanan ivmedir.
Vücudu yüksekliğe kaldırdığınızı varsayalım h. Bunu gerçekleştirmek için yaptığınız işin kuvveti × mesafe veya mgh. Bu iş potansiyel enerji olarak depolanır, yani yerçekimi alanı için potansiyel enerji denklemi basitçe:
Yerçekimi Potansiyeli Enerji = mgh
Elastik potansiyel enerji
Yaylar, lastik bantlar ve diğer elastik malzemeler enerjiyi depolayabilir, bu aslında bir ok atmadan hemen önce bir yayı geri çekerken yaptığınız şeydir. Bir yayı gerdiğinizde veya sıkıştırdığınızda, yayı denge pozisyonuna geri getirmek için etki eden zıt bir kuvvet uygular. Kuvvetin büyüklüğü, gerdiğiniz veya sıkıştırdığınız mesafeyle orantılıdır (x). Orantılılık sabiti (k) yayın karakteristiğidir. Hooks kanununa göre, F = −kx. Eksi işareti, yayın germe kuvvetine zıt yönde hareket eden geri dönme kuvvetini gösterir.
Elastik bir malzemede depolanan potansiyel enerjiyi hesaplamak için, gücün, x artışlar. Sonsuz bir mesafe olsa da, F sabittir. 0 (denge) ile son uzatma veya sıkıştırma arasındaki tüm sonsuz mesafelerin kuvvetlerini toplayarak x, yapılan işi ve depolanan enerjiyi hesaplayabilirsiniz. Bu toplama işlemi entegrasyon adı verilen matematiksel bir tekniktir. Elastik bir malzeme için potansiyel enerji formülünü üretir:
Potansiyel enerji = kx2/2
nerede x uzantı ve k yay sabitidir.
Elektrik Potansiyeli veya Gerilimi
Olumlu bir ücret ödemeyi düşünün q daha büyük bir pozitif yük tarafından oluşturulan elektrik alanı içinde S. Elektrik itme kuvvetleri nedeniyle, daha küçük yükü daha büyük olana yaklaştırmak için çalışmak gerekir. Coulombs yasasına göre, herhangi bir noktada masraflar arasındaki güç kqQ/r2, nerede r aralarındaki mesafe. Bu durumda, k Coulombs sabittir, yay sabiti değil. Fizikçiler her ikisini de k. Taşınması gereken işi göz önüne alarak potansiyel enerjiyi hesaplarsınız. q sonsuz uzaklardan S mesafesine r. Bu, elektrik potansiyel enerji denklemini verir:
Elektrik Potansiyel Enerji = kqQ/r
Elektrik potansiyeli biraz farklı. Birim şarj başına depolanan enerji miktarı ve gerilim olarak bilinir, volt (joule / coulomb) cinsinden ölçülür. Yük tarafından üretilen elektrik potansiyeli veya voltaj denklemi S uzakta r dır-dir:
Elektrik Potansiyeli = kQ/r