เราอธิบายว่าพลังงานศักย์คืออะไร ประเภทต่าง ๆ ที่มีอยู่และตัวอย่างบางส่วน
พลังงานศักย์คืออะไร?
พลังงานศักย์เป็นประเภทของพลังงานกล ที่เกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์ระหว่างเนื้อความกับสนามหรือระบบแรงภายนอก (ถ้าวัตถุอยู่ในสนาม) หรือภายใน (ถ้าสนามอยู่ภายในวัตถุ) เป็นเรื่องเกี่ยวกับพลังงานใน พลังกล่าวคือสามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานรูปแบบอื่นได้ทันที เช่น จลนศาสตร์ เป็นต้น
พลังงานศักย์ของระบบ ไม่ว่าแหล่งกำเนิดจะมาจากอะไรก็ตาม แสดงถึงพลังงานที่ "สะสม" ไว้ในระบบโดยพิจารณาจากการจัดโครงแบบหรือตำแหน่ง ดังนั้นเพื่อวัดค่านั้น ต้องคำนึงถึงจุดอ้างอิงหรือโครงแบบด้วย
แนวคิดเรื่องพลังงานศักย์มีประโยชน์สำหรับทั้งระบบเชิงอนุรักษ์นิยม (ซึ่งมีแนวโน้มที่จะรักษาพลังงาน) และระบบทางกายภาพที่กระจายตัว (ซึ่งมักจะสูญเสีย) พลังงานศักย์และ พลังงานจลน์ ของระบบประกอบขึ้นเป็น พลังงานกล:
พลังงานศักย์ + พลังงานจลน์ = พลังงานกลทั้งหมด
พลังงานประเภทนี้ไม่เพียงศึกษาในกลศาสตร์คลาสสิกเท่านั้น แต่ยังศึกษากลศาสตร์เชิงสัมพันธ์และฟิสิกส์ควอนตัมด้วย (ซึ่งประยุกต์ใช้กับระบบของอนุภาค). พลังงานศักย์จำแนกตามแรงที่ก่อให้เกิด เช่น แรงโน้มถ่วง แรงยืดหยุ่น เคมี และอื่นๆ
พลังงานศักย์โน้มถ่วง
พลังงานศักย์โน้มถ่วงถูกกำหนดให้เป็นพลังงานที่วัตถุขนาดใหญ่ครอบครองเมื่อแช่อยู่ในa สนามโน้มถ่วง. สนามโน้มถ่วงถูกสร้างขึ้นรอบ ๆ วัตถุด้วย มวลชน ใหญ่มาก (เช่น มวลของดาวเคราะห์และ ดวงอาทิตย์).
ตัวอย่างเช่น รถโรลเลอร์โคสเตอร์มีพลังงานศักย์สูงสุดที่ตำแหน่งสูงสุดเนื่องจากการแช่อยู่ในสนามโน้มถ่วงของรถไฟเหาะ โลก. เมื่อเกวียนตกลงมาและสูญเสียความสูง พลังงานศักย์จะเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์
พลังงานศักย์ยืดหยุ่น
พลังงานศักย์ยืดหยุ่นเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของ ความยืดหยุ่น ของ วัตถุซึ่งเป็นแนวโน้มที่จะกลับคืนสู่รูปร่างเดิมหลังจากถูกบังคับให้เสียรูปมากกว่าความต้านทาน ตัวอย่างที่ชัดเจนของพลังงานยืดหยุ่นคือของสปริงที่ยืดหรือหดตัวอันเป็นผลมาจากแรงภายนอกและกลับสู่ตำแหน่งเดิมเมื่อไม่มีการใช้แรงนั้นอีกต่อไป
อีกตัวอย่างหนึ่งคือระบบคันธนูและลูกศร ซึ่งพลังงานศักย์ยืดหยุ่นไปถึงค่าสูงสุดเมื่อดึงคันธนูขณะดึงเส้นใยยืดหยุ่น ดัดไม้เล็กน้อย แต่ยังคงความเร็วเป็นศูนย์ ในชั่วพริบตาถัดไป พลังงานศักย์จะกลายเป็นจลนศาสตร์และลูกศรพุ่งไปข้างหน้าด้วยความเร็วเต็มที่
พลังงานศักย์เคมี
พลังงานศักย์เคมีคือพลังงานที่สะสมอยู่ใน การเชื่อมโยงทางเคมี ของอะตอม Yโมเลกุล. ตัวอย่างคือกลูโคสในร่างกายของเราซึ่งเก็บพลังงานศักย์เคมีที่ร่างกายของเรา (โดย กระบวนการ ที่เรียกว่าเมแทบอลิซึม) เปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนเพื่อรักษา อุณหภูมิ ทางร่างกาย
เช่นเดียวกับเชื้อเพลิงฟอสซิล (ไฮโดรคาร์บอน) ในถังแก๊สของรถยนต์ ดิ พลังงานศักย์เคมี ซึ่งเก็บไว้ในพันธะเคมีของน้ำมันเบนซิน จะถูกแปลงเป็นพลังงานกลเพื่อสตาร์ทรถ
พลังงานศักย์ไฟฟ้าสถิต
ใน ไฟฟ้า ยังนำแนวคิดเรื่องพลังงานศักย์ซึ่งสามารถแปลงเป็นพลังงานรูปแบบอื่นได้ เช่น จลนศาสตร์ ความร้อน หรือ แสงสว่างด้วยความเก่งกาจของ แม่เหล็กไฟฟ้า.
ในกรณีนี้ พลังงานเป็นผลมาจากสนามแรงไฟฟ้าที่เกิดจาก อนุภาค เรียกเก็บเงิน