ฟิสิกส์พลังงานศักย์

พลังงานศักย์พลังงานที่เก็บไว้ซึ่งขึ้นอยู่กับตำแหน่งสัมพัทธ์ของส่วนต่าง ๆ ของระบบ สปริงมีพลังงานที่มีศักยภาพมากกว่าเมื่อถูกบีบอัดหรือยืดออก ลูกบอลเหล็กมีพลังงานที่มีศักยภาพมากขึ้นเหนือพื้นดินหลังจากตกสู่พื้นดิน ในตำแหน่งที่เพิ่มขึ้นสามารถทำงานได้มากขึ้น พลังงานศักย์เป็นสมบัติของระบบและไม่ใช่ของร่างกายหรืออนุภาค ยกตัวอย่างเช่นระบบที่ประกอบด้วยโลกและลูกบอลยกมีพลังงานที่มีศักยภาพมากขึ้นเมื่อทั้งสองแยกจากกันมากขึ้น

พลังงานที่มีศักยภาพเกิดขึ้นในระบบที่มีชิ้นส่วนที่ออกแรงกันในขนาดที่ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าหรือตำแหน่งสัมพัทธ์ของชิ้นส่วน ในกรณีของระบบ Earth-ball แรงโน้มถ่วงระหว่างทั้งสองจะขึ้นอยู่กับระยะทางที่แยกออกจากกัน งานที่ทำในการแยกพวกเขาออกไปไกลกว่าหรือในการเลี้ยงลูกถ่ายโอนพลังงานเพิ่มเติมไปยังระบบซึ่งมันถูกเก็บไว้เป็นพลังงานศักย์โน้มถ่วง

พลังงานที่อาจเกิดขึ้นรวมถึงรูปแบบอื่น ๆ พลังงานที่เก็บไว้ระหว่างแผ่นของตัวเก็บประจุที่มีประจุเป็นพลังงานไฟฟ้าที่อาจเกิดขึ้น สิ่งที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นพลังงานเคมีความสามารถของสารในการทำงานหรือเพื่อพัฒนาความร้อนโดยการเปลี่ยนองค์ประกอบอาจถือได้ว่าเป็นพลังงานศักย์ที่เกิดจากการรวมพลังระหว่างโมเลกุลและอะตอมของมัน พลังงานนิวเคลียร์เป็นรูปแบบหนึ่งของพลังงานศักย์

พลังงานศักย์ของระบบของอนุภาคขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าเริ่มต้นและขั้นสุดท้ายเท่านั้น มันเป็นอิสระจากเส้นทางที่อนุภาคเคลื่อนที่ ในกรณีของลูกบอลเหล็กและโลกถ้าตำแหน่งเริ่มต้นของลูกบอลอยู่ในระดับพื้นดินและตำแหน่งสุดท้ายคือ 10 ฟุตเหนือพื้นดินพลังงานที่อาจเกิดขึ้นจะเหมือนกันไม่ว่าจะยกระดับลูกหรือไม่ก็ตาม ค่าของพลังงานที่อาจเกิดขึ้นได้ตามอำเภอใจและสัมพันธ์กับทางเลือกของจุดอ้างอิง ในกรณีที่กำหนดไว้ข้างต้นระบบจะมีพลังงานที่มีศักยภาพเป็นสองเท่าหากตำแหน่งเริ่มต้นอยู่ด้านล่างของหลุมลึก 10 ฟุต

พลังงานศักย์โน้มถ่วงใกล้พื้นผิวโลกอาจคำนวณได้โดยการคูณน้ำหนักของวัตถุด้วยระยะทางเหนือจุดอ้างอิง ในระบบที่ถูกผูกไว้เช่นอะตอมซึ่งอิเล็กตรอนถูกดึงดูดด้วยแรงดึงดูดของนิวเคลียสการอ้างอิงที่เป็นศูนย์สำหรับพลังงานศักย์คือระยะห่างจากนิวเคลียสมากจนไม่สามารถตรวจจับแรงไฟฟ้าได้ ในกรณีนี้อิเล็กตรอนที่ถูกผูกไว้จะมีพลังงานที่เป็นลบ

พลังงานศักย์อาจถูกแปลงเป็นพลังงานของการเคลื่อนไหวเรียกว่าพลังงานจลน์และในรูปแบบอื่น ๆ เช่นพลังงานไฟฟ้า ดังนั้นน้ำที่อยู่ด้านหลังเขื่อนไหลลงสู่ระดับต่ำผ่านกังหันที่เปลี่ยนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตพลังงานไฟฟ้าบวกพลังงานความร้อนที่ไม่สามารถใช้งานได้อันเกิดจากความวุ่นวายและแรงเสียดทาน

ในอดีตพลังงานที่มีศักยภาพถูกรวมเข้ากับพลังงานจลน์เป็นรูปแบบของพลังงานกลเพื่อให้พลังงานทั้งหมดในระบบแรงโน้มถ่วงสามารถคำนวณเป็นค่าคงที่