Φυσική για παιδιά

Δυνητική ενέργεια

Η δυνητική ενέργεια είναι η αποθηκευμένη ενέργεια που έχει ένα αντικείμενο λόγω της θέσης ή της κατάστασής του. Ένα ποδήλατο στην κορυφή ενός λόφου, ένα βιβλίο που κρατάτε πάνω από το κεφάλι σας και ένα τεντωμένο ελατήριο, όλα έχουν δυνητική ενέργεια.

Πώς να μετρήσετε τη δυνητική ενέργεια

Η τυπική μονάδα μέτρησης της δυνητικής ενέργειας είναι το τζουέλ, το οποίο συντομογραφείται ως "J".

Πώς διαφέρει από την κινητική ενέργεια;

Η δυνητική ενέργεια είναι η αποθηκευμένη ενέργεια, ενώ η κινητική ενέργεια είναι η ενέργεια της κίνησης. Όταν η δυνητική ενέργεια χρησιμοποιείται, μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια. Μπορείτε να σκεφτείτε ότι η δυνητική ενέργεια είναι κινητική ενέργεια που περιμένει να συμβεί.

Η πράσινη μπάλα έχει δυνητική ενέργεια λόγω

Η μωβ μπάλα έχει κινητική

ενέργεια λόγω της ταχύτητάς του.

Ένα αυτοκίνητο σε ένα λόφο

Μπορούμε να συγκρίνουμε τη δυνητική και την κινητική ενέργεια θεωρώντας ένα αυτοκίνητο σε ένα λόφο. Όταν το αυτοκίνητο βρίσκεται στην κορυφή του λόφου έχει τη μεγαλύτερη δυνητική ενέργεια. Αν κάθεται ακίνητο, δεν έχει κινητική ενέργεια. Καθώς το αυτοκίνητο αρχίζει να κυλάει προς τα κάτω στο λόφο, χάνει δυνητική ενέργεια, αλλά κερδίζει κινητική ενέργεια. Η δυνητική ενέργεια της θέσης του αυτοκινήτου στην κορυφή του λόφου μετατρέπεται σε κινητικήενέργεια.

Ενέργεια βαρυτικού δυναμικού

Ένας τύπος δυνητικής ενέργειας προέρχεται από τη βαρύτητα της Γης. Αυτή ονομάζεται βαρυτική δυνητική ενέργεια (GPE). Η βαρυτική δυνητική ενέργεια είναι η ενέργεια που αποθηκεύεται σε ένα αντικείμενο με βάση το ύψος και τη μάζα του. Για να υπολογίσουμε τη βαρυτική δυνητική ενέργεια χρησιμοποιούμε την ακόλουθη εξίσωση:

GPE = μάζα * g * ύψος

GPE = m*g*h

Όπου "g" είναι η τυπική επιτάχυνση της βαρύτητας που ισούται με 9,8 m/s2. Το ύψος προσδιορίζεται με βάση το ύψος από το οποίο θα μπορούσε δυνητικά να πέσει το αντικείμενο. Το ύψος μπορεί να είναι η απόσταση πάνω από το έδαφος ή ίσως το εργαστηριακό τραπέζι στο οποίο εργαζόμαστε.

Παράδειγμα προβλημάτων:

Ποια είναι η δυνητική ενέργεια ενός βράχου βάρους 2 κιλών που βρίσκεται στην κορυφή ενός γκρεμού ύψους 10 μέτρων;

GPE = μάζα * g * ύψος

GPE = 2kg * 9,8 m/s2 * 10m

GPE = 196 J

Δυνητική ενέργεια και έργο

Η δυνητική ενέργεια είναι ίση με το ποσό του έργου που έγινε για να μεταφερθεί ένα αντικείμενο στη θέση του. Για παράδειγμα, αν πρόκειται να σηκώσετε ένα βιβλίο από το πάτωμα και να το τοποθετήσετε σε ένα τραπέζι. Η δυνητική ενέργεια του βιβλίου στο τραπέζι θα είναι ίση με το ποσό του έργου που χρειάστηκε για να μετακινηθεί το βιβλίο από το πάτωμα στο τραπέζι.

Άλλοι τύποι δυνητικής ενέργειας

• Ελαστική - Η ελαστική δυναμική ενέργεια αποθηκεύεται όταν τα υλικά τεντώνονται ή συμπιέζονται. Παραδείγματα ελαστικής δυναμικής ενέργειας είναι τα ελατήρια, οι ελαστικές ταινίες και οι σφεντόνες.
• Ηλεκτρική - Η ηλεκτρική δυναμική ενέργεια είναι η ικανότητα εκτέλεσης έργου με βάση το ηλεκτρικό φορτίο του αντικειμένου.
• Πυρηνική - Η δυνητική ενέργεια των σωματιδίων στο εσωτερικό ενός ατόμου.
• Χημική - Η χημική δυνητική ενέργεια είναι η ενέργεια που αποθηκεύεται στις ουσίες λόγω των χημικών τους δεσμών. Ένα παράδειγμα είναι η ενέργεια που αποθηκεύεται στη βενζίνη ενός αυτοκινήτου.

• Ο Σκωτσέζος επιστήμονας William Rankine επινόησε για πρώτη φορά τον όρο δυνητική ενέργεια τον 19ο αιώνα.
• Η εξίσωση για τον υπολογισμό της δυναμικής ενέργειας ενός ελατηρίου είναι PE = 1/2 * k * x2, όπου k είναι η σταθερά του ελατηρίου και x είναι το ποσό της συμπίεσης.
• Η έννοια της δυνητικής ενέργειας ανάγεται στην Αρχαία Ελλάδα και στον φιλόσοφο Αριστοτέλη.

Κάντε ένα κουίζ δέκα ερωτήσεων σχετικά με αυτή τη σελίδα.

Περισσότερα θέματα Φυσικής σχετικά με την κίνηση, το έργο και την ενέργεια

Σκάλες και διανύσματα

Διανυσματικά μαθηματικά

Μάζα και βάρος

Δύναμη

Ταχύτητα και ταχύτητα

Επιτάχυνση

Βαρύτητα

Τριβή

Νόμοι της κίνησης

Απλές μηχανές

Γλωσσάριο όρων κίνησης

Εργασία και ενέργεια

Ενέργεια

Κινητική ενέργεια

Δυνητική ενέργεια

Εργασία

Ισχύς

Ορμή και συγκρούσεις

Πίεση

Θερμότητα

Θερμοκρασία

Επιστήμη>> Φυσική για παιδιά