位置エネルギー

物理的

2022

位置エネルギーとは何か、存在するさまざまなタイプ、およびいくつかの例について説明します。

位置エネルギーのいくつかのグラフィック例。

位置エネルギーとは何ですか?

位置エネルギーは一種です力学的エネルギー これは、ボディと、外部(オブジェクトがフィールドにある場合)または内部(フィールドがオブジェクト内にある場合)の力のフィールドまたはシステムとの関係に関連付けられています。それはエネルギーについてです パワーつまり、たとえば、動力学などの他の形式のエネルギーにすぐに変換できます。

システムの位置エネルギーは、その起源に関係なく、その構成または位置を考慮してシステムに「蓄積」されたエネルギーを表します。したがって、システムを測定するには、基準点または構成を考慮する必要があります。

位置エネルギーの概念は、保守的な(エネルギーを保存する傾向がある)物理システムと散逸的な(失う傾向がある)物理システムの両方に役立ちます。位置エネルギーと 運動エネルギー システムの 力学的エネルギー:

位置エネルギー+運動エネルギー=総力学的エネルギー

このタイプのエネルギーは、古典力学だけでなく、相対論的力学や量子物理学(これを次のシステムに適用する)によっても研究されています。粒子)。位置エネルギーは、重力、弾性、化学など、エネルギーを発生させる力に応じて分類されます。

重力ポテンシャルエネルギー

重力ポテンシャルエネルギーは、巨大な物体が 重力場。重力場は、オブジェクトの周りに作成されます 大衆 非常に大きい(たとえば、惑星の質量と 太陽).

たとえば、ジェットコースターの車は、ジェットコースターの重力場に浸されているため、最高位置で最大の位置エネルギーを持っています。 地球。ワゴンが落下して高さが失われると、位置エネルギーが運動エネルギーに変換されます。

弾性ポテンシャルエネルギー

弾性ポテンシャルエネルギーは、 弾性案件、これは、抵抗よりも大きな変形力を受けた後、元の形状に戻る傾向です。弾性エネルギーの明確な例は、外力の結果として伸びたり縮んだりし、その力が加えられなくなると元の位置に戻るばねの例です。

もう1つの例は、弓と矢のシステムです。このシステムでは、弾性繊維が引っ張られて弓が引かれ、木材がわずかに曲がりますが、速度はゼロのままで、弾性ポテンシャルエネルギーが最大値に達します。次の瞬間に、位置エネルギーが運動エネルギーになり、矢が全速力で前方に投げられます。

化学ポテンシャルエネルギー

エンジンの燃焼は、化学ポテンシャルエネルギーを運動エネルギーに変換します。

化学ポテンシャルエネルギーは、 化学リンク原子 Y分子。例は私たちの体のブドウ糖であり、それは私たちの体が( 処理する それが呼ばれていること代謝)維持するために熱エネルギーに変換します 温度 身体的に。

車のガソリンタンクにある化石燃料(炭化水素)についても同じことが言えます。 The 化学ポテンシャルエネルギー ガソリンの化学結合に蓄えられ、機械的エネルギーに変換されて車両を始動します。

静電ポテンシャルエネルギー

の中に 電気 また、位置エネルギーの概念を適用します。これは、動力学などの他の形式のエネルギーに変換できます。 熱の また ライト、の巨大な多様性を考えると 電磁気.

この場合、エネルギーは、 粒子 課金されます。

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