In questo articolo discuteremo in dettaglio alcuni esempi di energia potenziale.
Di seguito è riportato un elenco di esempi che mostrano l'energia potenziale: -
Uomo che solleva un peso
Un uomo riceve l'energia potenziale che riceve dal cibo che assume e viene immagazzinata sotto forma di energia potenziale chimica. L'energia potenziale necessaria per sollevare il carico pesante è uguale al peso del carico a causa della forza di gravità che agisce verso il basso e dell'altezza alla quale il peso deve essere sollevato e può essere rappresentata come
Lavoro svolto=Energia potenziale=mgh
Il lavoro svolto è pari all'energia potenziale rilasciata.
Acqua immagazzinata nella diga
Quando il volume dell'acqua immagazzinata in una diga aumenta e il punto di elevazione del livello dell'acqua nella diga aumenta, l'energia potenziale del volume aumenta. Fino a quando l'acqua non viene immagazzinata nella diga, continua ad aggiungere acqua energia potenziale gravitazionale fino a quando il volume dell'acqua riservato tra una costruzione robusta non è stabile e, una volta rilasciata, l'energia potenziale dell'acqua viene convertita in energia cinetica e l'acqua scorre dalla diga.
Correnti oceaniche
La corrente oceanica genera energia sufficiente che viene utilizzata anche per far funzionare una turbina per generare elettricità. L'energia potenziale presente nella corrente oceanica è dovuta all'energia potenziale gravitazionale e all'energia delle maree. Poiché la densità dell'acqua è inferiore a quella delle placche che galleggiano sull'astenosfera, gli effetti di attrazione gravitazionale esercitati sulla Terra dalla Luna si vedono sull'acqua oceanica che sviluppa le maree. Maggiore è la quantità di acqua maggiore sarà l'effetto osservato.
Un'auto parcheggiata in cima alla collina
Considera un'auto parcheggiata in cima a una collina su una strada più ripida come mostrato nel diagramma sopra. La forza dovuta alla gravità agisce leggermente all'indietro, il che farebbe sì che un'auto travolgesse giù dalla collina. Inoltre il forza di attrito quando si entra in contatto con la strada metallica e la resistenza dell'aria trascina l'auto all'indietro. Tuttavia, l'auto non si abbassa solo grazie all'energia potenziale che la mantiene in una posizione stabile.
La caduta libera di una palla
Quando lanci la palla in aria, questa si solleva a causa dell'energia potenziale applicata alla palla in una particolare direzione che viene trasformata in energia cinetica, e quindi la palla accelera nell'aria. All’aumentare dell’altezza della palla dal suolo, l’energia cinetica della palla viene convertita in energia potenziale. Quando abbastanza potenziale l'energia viene immagazzinata in una palla, significa che quando tutta l'energia cinetica della palla viene convertita in energia potenziale, la palla viene mantenuta stabile in aria per alcuni millisecondi e poi ritorna verso terra a causa dell'attrazione gravitazionale e si chiama caduta libera di la palla.
Ma a causa della caduta libera della palla, ha ancora energia potenziale ad essa associata e quindi rimbalza dopo aver rimbalzato sul terreno convertendo la sua energia potenziale in energia cinetica.
Slinky scende le scale
Se hai una molla, posizionala sul gradino delle scale e trascina un'altra estremità della molla su un gradino più in basso e lasciala. Osserverai che la molla scenderà le scale da sola senza applicargli alcuna forza esterna.
Immagine di credito: scienzafoto
Questo perché, affinché le spire della molla collassino da un'estremità all'altra, l'energia potenziale immagazzinata viene convertita in energia cinetica. L'energia cinetica viene quindi convertita in energia potenziale e fornisce abbastanza potenziale alla molla per sollevare l'estremità più alta e passare a quella successiva. In questo modo la molla è in grado di scendere i gradini in modo indipendente.
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Una volta raggiunta la superficie piana, la molla si ferma nella posizione di equilibrio, distribuendo energie uguali su entrambe le estremità e si crea l'equilibrio. Mentre si scendevano le scale, la forza dovuta alla gravità agiva anche sulla molla che faceva collassare le bobine una sopra l'altra e non c'era alcuna possibilità per la massa o le energie di bilanciarsi e raggiungere lo stato di equilibrio.
Elastico elasticizzato
La gomma è un esempio di materiale elastico che riacquista la sua forma e dimensione originaria dopo essere stato allungato. Quando un elastico viene allungato, l'energia potenziale è incorporata nell'elastico ed è pari alla metà della costante elastica e al quadrato della variazione di lunghezza dell'elastico durante l'allungamento ed è chiamata energia potenziale elastica dovuta all'elasticità dell'elastico. gomma.
La sezione l'energia potenziale elastica viene convertita in cinetica energia quando l'elastico viene rilasciato. Questa energia è così alta che ti batterà sul dito se la rilasci nella tua mano o se devi allontanarti con l'energia.
Arco da arciere con corda tirata indietro
L'arciere attacca l'arco e tira indietro la corda. Tirando indietro il pungiglione, ha costruito abbastanza energia potenziale nella corda. Quando la corda viene rilasciata, l'energia potenziale viene fornita all'arco che viene poi convertita in energia cinetica per dirigere l'arco verso il bersaglio.
Una roccia seduta sul bordo di una scogliera
Una roccia situata sul bordo di una scogliera sarebbe rotolata giù dalla scogliera se non ci fosse stata energia potenziale immagazzinata nella roccia. Quindi, una roccia situata su una scogliera possiede energia potenziale. Se la roccia scivola dalla scogliera e cade a causa della pressione esterna o resistenza dell'aria quindi questa energia potenziale viene convertita in energia cinetica utilizzata nell'accelerazione della roccia.
Fissione nucleare
Un nucleo che si divide in due in una reazione nucleare spontanea è chiamata fissione nucleare. Questa energia rilasciata durante la reazione di fissione è enorme. L'energia potenziale immagazzinata all'interno del nucleare viene convertita in energia cinetica, quindi dopo la divisione in due nuclei, entrambi i nuclei si discostano l'uno dall'altro raggiungendo una velocità molto elevata.
Calcio a terra
Il calcio a riposo non ha energia cinetica con sé. Calciando il pallone, l'energia potenziale viene fornita al pallone. La palla viene spostata dalla sua posizione iniziale convertendo questa energia potenziale in energia cinetica.
I rami degli alberi in alto sull'albero
Vi siete mai chiesti come fanno i rami degli alberi a rimanere amalgamati tra loro anche ad altezze elevate per poi attrarsi verso il suolo a causa della forza gravitazionale e cadere dal tronco dell'albero. Ciò è dovuto principalmente all’energia potenziale immagazzinata nell’albero.
il mangiare
Il cibo che mangiamo ha un potenziale energetico chimico che fornisce energia dopo il metabolismo. Questa energia potenziale è immagazzinata nel nostro corpo e viene utilizzata durante qualsiasi attività.
Batterie utilizzate in un'auto telecomandata
Le batterie utilizzate nelle auto telecomandate possiedono energia potenziale chimica che viene fornita all'auto per accelerare. L'energia chimica immagazzinata nelle batterie viene rilasciata sotto forma di calore e luce attraverso una reazione chimica.
L'energia potenziale gravitazionale della Terra
L'attrazione gravitazionale della Terra è esercitato su tutti gli oggetti che lo circonda e presente sulla sua superficie, l'energia acquisita dalla Terra per esercitare una forza dovuta alla gravità è nota come energia potenziale gravitazionale della Terra.
L'energia potenziale associata all'oggetto dal suolo all'altezza 'h' è data dalla formula
Energia potenziale=mgh
dove 'g' è l'accelerazione di gravità,
Energia potenziale elettrica
L'energia potenziale elettrica è un'energia potenziale immagazzinata dalle particelle cariche in corrispondenza della conservazione delle forze di Coulomb che agiscono tra le due particelle cariche separate dalla distanza 'r' ed è formulata come
Energia potenziale
petardi
I petardi sono costituiti da polveri chimiche altamente reattive e fissili. Quando i petardi vengono accesi, l'energia potenziale chimica viene rilasciata e quindi diventa esplosiva.
Messa tirata attaccata alla corda
Considera una massa attaccata a un'estremità della corda e un'altra estremità della corda fissata sulla tavola di legno fissata saldamente al muro. Quando la massa viene spostata a una distanza "x" dalla sua posizione iniziale, l'energia potenziale viene impostata nella corda è pari alla metà della costante elastica e al quadrato dello spostamento dato da P.E = (1/2)kx2
La legge di Hooke afferma che la forza richiesta per estendere o comprimere la corda è direttamente proporzionale allo spostamento entro il limite dell'elasticità della molla ed è rappresentata come F=-kx dove k è una costante della molla.
Quando il blocco di legno viene rilasciato, il blocco sul tavolo si sposta leggermente in avanti dalla sua posizione iniziale a causa dell'energia potenziale elastica nella molla, l'energia potenziale viene convertita in energia cinetica e, infine, il blocco di massa ritorna alla sua posizione iniziale posizione.
Trampolino
Mentre salti sul trampolino, il 3rd atti giuridici che affermano che “ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria”. La forza esercitata sul trampolino quando si salta sopra reagirà sul corpo esercitando una forza uguale in grandezza e opposta alla direzione della forza che spinge il corpo in direzione verticale dal trampolino. Ciò è dovuto all'energia potenziale elastica del trampolino.
Durante il salto l'energia potenziale viene fornita al corpo che viene poi convertita in energia cinetica utilizzata per il salto successivo sul trampolino. Il corpo viene trattenuto in aria per pochi millisecondi perché esercita sufficiente energia potenziale. A causa della forza gravitazionale, la forza del corpo agisce verso il basso e il corpo ritorna sul trampolino e il processo si ripete ogni volta aumentando il potenziale associato al corpo e quindi sperimenta la caduta libera mentre ritorna sul trampolino.
Corsa atletica
Per correre su una lunga distanza, l'atleta ha bisogno di energia potenziale sufficiente. L'energia potenziale è efficace durante la corsa che è una forma di energia cinetica.
Se una persona non ha abbastanza energia potenziale, cadrà a terra. L'assunzione di cibo ci fornisce l'energia necessaria che viene immagazzinata sotto forma di sostanze chimiche all'interno del nostro corpo.
ruota panoramica
Quando la ruota ruota da terra al punto più alto della ruota, l'energia potenziale viene immagazzinata nel corpo e quindi il passeggero si sente più pesante a causa del peso. Dopo aver raggiunto la parte superiore della ruota, l'energia potenziale viene convertita in energia cinetica e il corpo accelera liberamente verso il basso per effetto della gravità, quindi il passeggero si sente più leggero fino a raggiungere la parte inferiore della ruota.
Per saperne di più su L'altezza influisce sull'energia potenziale: fatti dettagliati, esempi e domande frequenti?
Domande frequenti
Qual è l'energia potenziale gravitazionale di una palla avente una massa di 280 grammi quando viene sollevata a un'altezza di 5 m dal suolo?
Dato: massa della palla m = 0.28 kg
Altezza h = 5 m
Accelerazione di gravità g = 9.8 ms^2
Pertanto, energia potenziale
U=mgh=0.28*9.8*5=13.72J
Quali sono i diversi tipi di energie potenziali che puoi classificare?
L'energia potenziale è l'energia interna immagazzinata nel sistema.
Le cinque principali classificazioni del le energie potenziali sono quelle gravitazionali, elettrica, nucleare, chimica ed elasticità.
Quali sono i vari fattori che influenzano l'energia potenziale?
L'energia è sempre conservata; bene può essere trasformato da una forma di energia all'altra.
I fattori influenzando l'energia potenziale sono la massa dell'oggetto, le sue accelerazioni dovute alla gravità, l'altezza dalla sorgente, le sorgenti esterne applicate, la mobilità delle particelle, ecc.
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Ciao, sono Akshita Mapari. Ho fatto il M.Sc. in Fisica. Ho lavorato su progetti come la modellazione numerica dei venti e delle onde durante i cicloni, la fisica dei giocattoli e le macchine da brivido meccanizzate nei parchi di divertimento basati sulla meccanica classica. Ho seguito un corso su Arduino e ho realizzato alcuni mini progetti su Arduino UNO. Mi piace sempre esplorare nuove zone nel campo della scienza. Personalmente credo che l'apprendimento sia più entusiasmante quando appreso con creatività. Oltre a questo mi piace leggere, viaggiare, strimpellare la chitarra, individuare rocce e strati, fotografare e giocare a scacchi.