Jak wynika z prawa zachowania energii, każdyciało zawsze ma energię. W obecności ruchu jest to oczywiste: istnieje prędkość lub przyspieszenie, które pomnożone przez masę daje pożądany rezultat. Jednak w przypadku, gdy ciało jest nieruchome, paradoksalnie można je również określić jako posiadające energię.
Итак, кинетическая энергия возникает при ruch, potencjał - w interakcji kilku ciał. Jeśli z pierwszym wszystko jest mniej lub bardziej oczywiste, często siła powstająca między dwoma stałymi obiektami pozostaje niezrozumiała.
Dobrze wiadomo, że Ziemia wpływa na planetęwszystkie ciała położone na jego powierzchni ze względu na pole grawitacyjne. Oznacza to, że przyciąga dowolny obiekt z pewną siłą. Podczas przesuwania obiektu, zmiany jego wysokości, następuje również zmiana wskaźników energii. Natychmiast w momencie podnoszenia ciało ma przyspieszenie. Jednak w swoim najwyższym punkcie, gdy obiekt (nawet na ułamek sekundy) jest nieruchomy, posiada energię potencjalną. Chodzi o to, że wciąż ciągnie ono pole Ziemi ku sobie, z którym oddziałuje ciało.
Innymi słowy, powstaje energia potencjalnazawsze dzięki interakcji kilku obiektów tworzących system, niezależnie od wielkości samych obiektów. W tym przypadku domyślnie jedna z nich jest reprezentowana przez naszą planetę.
Energia potencjalna jest wielkością zależną od masy obiektu i wysokości, na którą jest podniesiona. Międzynarodowe oznaczenie to łacińskie litery Ep. Wzór na energię potencjalną jest następujący:
Ep = mgh,
Gdzie m jest masą, g to przyspieszenie grawitacji, h to wysokość.
Ważne jest, aby rozważyć bardziej szczegółowo parametr wysokości,ponieważ często staje się przyczyną trudności w rozwiązywaniu problemów i zrozumieniu znaczenia danej ilości. Faktem jest, że każdy pionowy ruch ciała ma punkt początkowy i końcowy. Aby poprawnie określić energię potencjalną oddziaływań ciał, należy znać początkową wysokość. Jeśli nie jest określony, to jego wartość wynosi zero, to znaczy pokrywa się z powierzchnią Ziemi. W przypadku, gdy znany jest zarówno punkt początkowy odniesienia, jak i wysokość końcowa, konieczne jest znalezienie różnicy między nimi. Wynikowa liczba będzie wymaganym h.
Ważne jest również, aby zauważyć, że energia potencjalnasystem może mieć wartość ujemną. Przypuśćmy, że już podnieśliśmy ciało powyżej poziomu Ziemi, dlatego ma ono wysokość, którą nazywamy początkową. Podczas obniżania formuła będzie wyglądać następująco:
Ep = mh (h2-h1).
Oczywiście h1 jest większe niż h2, dlatego wartość będzie ujemna, co da całej formule znak minus.
Любопытно, что потенциальная энергия тем выше, ciało znajduje się dalej od powierzchni ziemi. Aby lepiej zrozumieć ten fakt, zastanówmy się: im wyżej potrzebujesz wznieść ciało nad Ziemię, tym dokładniejsza praca. Im wyższa wartość pracy dowolnej siły, tym relatywnie rzecz biorąc, tym więcej zainwestowanej energii. Innymi słowy, energia potencjalna to energia możliwości.
W podobny sposób można zmierzyć energię interakcji ciał, gdy obiekt jest rozciągany.
W ramach rozważanego tematu należy osobnoomówić interakcję naładowanej cząstki i pola elektrycznego. W takim układzie będzie obecna energia potencjalna ładunku. Rozważmy ten fakt bardziej szczegółowo. Na każdy ładunek w polu elektrycznym działa siła o tej samej nazwie. Ruch cząstek następuje z powodu pracy wytwarzanej przez tę siłę. Biorąc pod uwagę, że rzeczywisty ładunek i pole elektromagnetyczne (a dokładniej ciało, które go stworzyło) jest układem, otrzymujemy również energię potencjalną przemieszczania ładunku w danym polu. Ponieważ ten rodzaj energii jest szczególnym przypadkiem, nazwano go elektrostatycznym.
