Potentiel energi er energi at et objekt har på grund af sin position i forhold til andre objekter. Det kaldes potentiel fordi det har potentialet til at konverteres til andet former for energi, såsom kinetisk energi. Potentiel energi defineres normalt i ligninger med store bogstaver U eller undertiden af PE.
Potentiel energi kan også henvise til andre former for lagret energi, såsom energi fra netto elektrisk ladning, kemiske bindinger eller indre belastninger.
Eksempler på potentiel energi
En kugle, der hviler oven på et bord, har potentiel energi, kaldet gravitationspotentialenergi, fordi den kommer fra kuglens position i tyngdefeltet. Jo mere massiv et objekt er, jo større er dens tyngdepotentiale energi.
En trukket bue og en komprimeret fjeder har også potentiel energi. Dette er elastisk potentiel energi, der er resultatet af strækning eller komprimering af en genstand. For elastiske materialer øger mængden af lagret energi ved at øge mængden af strækning. Fjedre har energi, når de strækkes eller komprimeres.
Kemiske bindinger kan også have potentiel energi, der stammer fra elektroner, der bevæger sig nærmere eller længere væk fra atomer. I et elektrisk system udtrykkes potentiel energi som spænding.
Potentielle energiafligninger
Hvis du løfter en massem ved h meter, vil dens potentielle energi være MGH, hvor g er accelerationen på grund af tyngdekraften: PE = mgh.
For en fjeder beregnes potentiel energi baseret på Hookes lov, hvor kraften er proportional med længden af strækning eller kompression (x) og fjederkonstanten (k): F = kx.
Ligningen for elastisk potentiel energi er således PE = 0,5 kx2