Kandungan
- Formula Tenaga Keupayaan untuk Medan Graviti Bumi
- Tenaga berpotensi elastik
- Potensi atau Voltan Elektrik
Tenaga yang berpotensi terdengar seperti tenaga semata-mata yang belum diaktualisasikan, dan memikirkannya seperti itu dapat meredakan anda untuk mempercayai ia tidak benar. Berdiri di bawah 30 kaki di atas tanah yang selamat, walaupun, dan pendapat anda mungkin berubah. Peti itu mempunyai tenaga yang berpotensi kerana kekuatan graviti, dan jika seseorang memotong tali yang memegangnya, tenaga itu akan menjadi tenaga kinetik, dan pada masa yang selamat sampai kepada anda, ia akan mempunyai cukup "tersedianya" tenaga untuk memberi anda sakit kepala yang memisahkan.
Takrif tenaga berpotensi yang lebih baik disimpan tenaga, dan ia memerlukan "kerja" untuk menyimpan tenaga. Fizik mempunyai takrif khusus kerja - kerja dilakukan apabila daya bergerak objek dari jarak jauh. Kerja berkaitan dengan tenaga. Diukur dalam joule dalam sistem SI, yang juga berpotensi dan unit tenaga kinetik. Untuk menukar kerja menjadi tenaga berpotensi, anda harus bertindak terhadap jenis daya tertentu, dan ada beberapa. Kekuatan itu boleh menjadi graviti, mata air atau medan elektrik. Ciri-ciri tenaga menentukan jumlah potensi tenaga yang anda simpan dengan melakukan kerja terhadapnya.
Formula Tenaga Keupayaan untuk Medan Graviti Bumi
Cara kerja graviti adalah bahawa dua badan menarik satu sama lain, tetapi segala-galanya di bumi sangat kecil berbanding dengan planet itu sendiri bahawa hanya medan graviti bumi yang penting. Jika anda mengangkat badan (m) di atas tanah, badan itu mengalami kekuatan yang cenderung menjadikan ia mempercepatkan ke arah tanah. Besarnya daya (F), dari undang-undang Newtons 2nd, diberikan oleh F = mg, di mana g adalah pecutan disebabkan oleh graviti, yang mana tetap di mana-mana di Bumi.
Katakan anda mengangkat badan ke ketinggian h. Jumlah kerja yang anda lakukan untuk menyelesaikannya adalah kekerasan × jarak, atau mgh. Kerja itu disimpan sebagai tenaga yang berpotensi, jadi persamaan tenaga potensial untuk medan graviti bumi adalah semata-mata:
Tenaga Potensi Gravitational = mgh
Tenaga berpotensi elastik
Mata air, jalur getah dan bahan elastik lain boleh menyimpan tenaga, yang pada asasnya adalah apa yang anda lakukan apabila anda menarik balik busur sebelum menembak anak panah. Apabila anda meregang atau memampatkan mata air, ia menimbulkan daya bertentangan yang bertindak untuk mengembalikan pegas ke kedudukan keseimbangannya. Besarnya daya adalah berkadar dengan jarak yang anda peregangkan atau memampatkan (x). Pengadaran berkadar (k) adalah ciri-ciri musim bunga. Menurut undang-undang Hookes, F = −kx. Tanda minus menunjukkan daya pemulihan musim bunga, yang bertindak dalam arah yang bertentangan dengan peregangan atau memampatkannya.
Untuk mengira tenaga berpotensi yang tersimpan dalam bahan anjal, anda harus mengakui bahawa daya semakin besar x kenaikan. Untuk jarak yang sangat kecil, walaupun, F adalah malar. Dengan merumuskan daya semua jarak yang kecil antara 0 (keseimbangan) dan lanjutan akhir atau mampatan x, anda boleh mengira kerja yang dilakukan dan tenaga yang disimpan. Proses penjumlahan ini adalah teknik matematik yang dipanggil integrasi. Ia menghasilkan formula tenaga berpotensi untuk bahan anjal:
Tenaga berpotensi = kx2/2
di mana x adalah lanjutan dan k adalah musim bunga tetap.
Potensi atau Voltan Elektrik
Pertimbangkan bergerak caj positif q dalam medan elektrik yang dihasilkan oleh caj positif yang lebih besar Q. Kerana kuasa-kuasa yang menjijikan elektrik, ia memerlukan kerja untuk menggerakkan pertuduhan yang lebih kecil ke arah yang lebih besar. Mengikut undang-undang Coulombs, kekerasan antara caj di mana-mana pun adalah kqQ/r2, di mana r adalah jarak antara mereka. Dalam kes ini, k adalah Coulombs tetap, bukan pegas tetap. Pakar fizik menunjukkan kedua-duanya oleh k. Anda mengira potensi tenaga dengan mempertimbangkan kerja yang diperlukan untuk bergerak q dari jauh jauh dari Q untuk jaraknya r. Ini memberikan persamaan tenaga berpotensi elektrik:
Tenaga Potensi Elektrik = kqQ/r
Potensi elektrik sedikit berbeza. Jumlah kuantiti yang disimpan dalam unit per unit, dan dikenali sebagai voltan, mengukur voltan (joules / coulomb). Persamaan untuk potensi atau voltan elektrik yang dihasilkan oleh pertuduhan Q pada jarak jauh r adalah:
Potensi Elektrik = kQ/r