Potencialna energija fb
 

Potencialna energija


Potencialna energija je vrsta energije, ki jo ima telo zaradi višine.


Potencialno energijo ima voda v visokih akumulacijskih jezerih. V slučajo pomanjkanja drugih energetskih virov jo lahko izkoristimo, da npr. med praznenjem akumulacije poganja turbine z električnim generatorjem - potencialna energija se v tem primeru pretvarja v električno. Potencialno energijo ima lahko tudi snežni plaz v hribih, ki lahko med potjo v dolino opravi uničujoče delo.


Slika 1: potencialna energija je lahko pozitivna, negativna ali nič.




Pojem višine telesa pri potencialni energiji nima absolutnega pomena kot je npr. absolutna višina enaka višini objekta glede na morsko gladino. Skoraj vedno imamo v mislih relativno višino glede na neko drugo izbrano referenčno višino (tla, zemlja, dolina, površina mize itd.), kjer rečemo, da je h enak nič. Glede na izbrano višino je potencialna energija lahko pozitivna (telo je više od izbrane višine), enaka nič (telo je na izbrani višini) ali negativna (telo je niže od izbrane višine).


Oznaka za potencialno energijo je , enota pa Joule (džul) - J.


Potencilno energijo ima telo zaradi višine.


, če je višina h večja od izbrane referenčne višine.


, če je višina h manjša od izbrane referenčne višine.


, če se telo nahaja na izbrani referenčni višini.





Delo sile teže



Kako pridemo do potencialne energije?


V poglavju Kinetična energija smo spoznali izrek o kinetični energiji. Ta pravi, da se kinetična energija telesa pod vplivom dela sile spreminja - narašča ali pada:




Takrat smo na tiho predpostavili, da se telo giba vodoravno. Kaj pa če se giba navpično?


Izrek o kinetični energiji še vedno velja. In prav tako še vedno velja enačba za delo sile :




Sila F je zdaj sila teže , pot s pa višinska razlika :



V nasldenji enalčbi izraz na desni imenujemo potencialna energija:




Poudarimo: izraz potencialna energija uporabljamo namesto dela sile teže. V izračunih torej ne upoštevamo več dela sile teže, pač pa ga nadomestimo s potencialno energijo.


V kolikor se predmet ne giba navpično, upoštevamo samo navpično komponento poti - torej višinsko razliko (glej sliko 2).


Slika 2: avto na klancu




Potencialna energija je enaka delu sile teže na poti, ki je enaka višini h.


Pri energetskih enačbah uporabljamo samo potencialno energijo, saj je delo sile teže že zajeto v potencialni energiji:




Če se telo giblje po klancu, vzamemo za h navpično komponento poti.



Izrek o kinetični in potencialni energiji



Razširimo veljavnost izreka o kinetični energiji: delo sile je enako spremembi kinetične in potecialne enerigije. Mišljeno je delo zunanjih sil, ki delujejo na telo. Izključena je sila teže, saj je že upoštevana v potencialni energiji:




oziroma:




Uporabnost izreka bomo najlaže razumeli na primeru:


Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Delo sile je enako spremembi kinetčne in potencialne energije telesa:




Sprememba kinetične energije je končna kinetična energija minus začetna kinetična energija:




Sprememba potencialne energije je končna potencialna energija minus zaćetna potencialna energija:




Zakon o ohranitvi energije



Zakon o ohranitvi energije se glasi:


Če ni dela zunanje sile, se energija ohrani:




Zakon velja splošno za vse vrste energij. Za sedaj ga bomo uporabili le za kinetično in potencialno energijo:




Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Iz zgornjega primera se lahko tudi naučimo, da včasih pridemo v fizike do istih rezultatov na različne načine. Enačbo za hitrost pri prostem padu (1), smo namreč spoznali že v poglavju Prosti pad in navpični met.




glavni avtor in urednik gradiva: Satcitananda podjetje za proizvodnjo, trgovino in izobraževanje d.o.o., Ljubljana
Znaš šele, ko znaš rešiti vaje!
Razumeti teorijo ni dovolj - potrebno jo je znati uporabiti v praksi. Šele takrat razumeš - in šele takrat lahko zvišaš svojo oceno.
Poglej rešene vaje »