Potentiële energie

Potentiële energie

Wat is potentiële energie?

Potentiële energie is de opgeslagen energie die een object heeft vanwege zijn positie of toestand. Een fiets bovenop een heuvel, een boek boven je hoofd en een uitgerekte veer hebben allemaal potentiële energie.

Hoe potentiële energie te meten

De standaardeenheid voor het meten van potentiële energie is de joule, afgekort als 'J.'

Hoe verschilt het van kinetische energie?

Potentiële energie is opgeslagen energie, terwijl kinetische energie de energie van beweging is. Wanneer potentiële energie wordt gebruikt, wordt deze omgezet in kinetische energie. U kunt potentiële energie zien als kinetische energie die wacht om te gebeuren.

De groene bal heeft potentiële energie als gevolg
tot zijn hoogte. De paarse bal heeft kinetiek
energie vanwege zijn snelheid.
Een auto op een heuvel

We kunnen potentiële en kinetische energie vergelijken door een auto op een heuvel te beschouwen. Als de auto op de top van de heuvel staat, heeft hij de meeste potentiële energie. Als het stil zit, heeft het geen kinetische energie. Als de auto de heuvel af begint te rollen, verliest hij potentiële energie, maar krijgt hij kinetische energie. De potentiële energie van de positie van de auto op de top van de heuvel wordt omgezet in kinetische energie.

Potentiële zwaartekrachtenergie

Een type potentiële energie komt van de zwaartekracht van de aarde. Dit wordt potentiële zwaartekrachtenergie (GPE) genoemd. Gravitatie potentiële energie is de energie die is opgeslagen in een object op basis van zijn hoogte en massa. Om de potentiële zwaartekrachtenergie te berekenen, gebruiken we de volgende vergelijking:

GPE = massa * g * hoogte
GPE = m * g * h
Waarbij 'g' de standaardversnelling van de zwaartekracht is die gelijk is aan 9,8 m / s^twee​De hoogte wordt bepaald op basis van de hoogte waarop het object mogelijk kan vallen. De hoogte kan de afstand boven de grond zijn of misschien de labtafel waaraan we werken.

Voorbeeldproblemen:

Wat is de potentiële energie van een rots van 2 kg die op de top van een 10 meter hoge klif zit?

GPE = massa * g * hoogte
GPE = 2 kg * 9,8 m / s^twee* 10m
GPE = 196 J

Potentiële energie en werk

De potentiële energie is gelijk aan de hoeveelheid werk die wordt gedaan om een ​​object op zijn plaats te krijgen. Bijvoorbeeld als u een boek van de vloer tilt en op een tafel legt. De potentiële energie van het boek op tafel is gelijk aan de hoeveelheid werk die nodig is om het boek van de vloer naar de tafel te verplaatsen.

Andere soorten potentiële energie

• Elastisch - Elastische potentiële energie wordt opgeslagen wanneer materialen uitrekken of samendrukken. Voorbeelden van elastische potentiële energie zijn onder meer veren, elastiekjes en katapulten.
• Elektrisch - Elektrische potentiële energie is het vermogen om werk te doen op basis van het object elektrische lading ​
• Nucleair - De potentiële energie van de deeltjes in een atoom.
• Chemisch - Chemische potentiële energie is de energie die wordt opgeslagen in stoffen vanwege hun chemische bindingen ​Een voorbeeld hiervan is de energie die is opgeslagen in benzine voor een auto.

Interessante feiten over potentiële energie

• De Schotse wetenschapper William Rankine bedacht de term potentiële energie voor het eerst in de 19e eeuw.
• De vergelijking voor het berekenen van de potentiële energie van een veer is PE = 1/2 * k * x^twee, waarbij k de veerconstante is en x de hoeveelheid compressie.
• Het concept van potentiële energie gaat helemaal terug naar het oude Griekenland en de filosoof Aristoteles ​