Vad är en potentiell energiekvation?

Flera ekvationer som används inom vetenskapen kommer från en potentiell energiekvation. En generell potentiell energiekvation innebär att det arbete som utförs i ett system är lika med den potentiella energi som går förlorad. Potentiell energi är all lagrad energi i ett system som går förlorad när arbetet utförs. Det finns i många vanliga former, som gravitationell potentiell energi som går förlorad när något faller mot jorden. I varje form kommer en potentiell energiekvation att visa varifrån energin kom för att utföra arbete.

Fjädrar lagrar energi i form av elastisk potentiell energi som frigörs när fjädern får slappna av. Sträckningen gör att energi kan lagras, och den potentiella energin för en fjäder är lika med mängden arbete som fjädern kan göra när den slappnar av. Många andra föremål lagrar energi i form av elastisk potentiell energi, inklusive gummiband och gitarrsträngar. Båda sträcks hårdare för att orsaka en snabbare vibration vilket motsvarar mer arbete på grund av mer elastisk potentiell energi.

Tyngdkraften kan lagra energi eftersom all massa attraheras något av annan massa. Den potentiella energiekvationen för gravitation kommer i många former. Jordens gravitation lagrar potentiell energi och fungerar när föremål lyfts bort och tillåts dra tillbaka mot jorden. När vagnen klättrar uppför en kulle, lagras dess energi. När vagnen åker över backen frigörs all lagrad potentiell energi, vilket gör att vagnen rör sig snabbare eller arbetar. Andra potentiella energiekvationer för gravitation involverar rymdbanor, galaktiska rörelser och svarta hål.

Att ändra temperatur representerar arbete, och en potentiell energiekvation för kemikalier mäter vanligtvis en temperaturförändring. Kemikalier lagrar energi i form av bindningar. Dessa bindningar kan bryta och ändra position för att frigöra potentiell energi och öka temperaturen. Att mäta denna förändring visar hur mycket potentiell energi en kemisk reaktion har. Brinnande bensin visar hur en vätska lagrar potentiell energi och släpper ut den för att producera extrem värme.

Kärnkraft som fission är ett exempel på potentiell kärnenergi. Effekt är lika med arbete utfört under en viss tid, och kärnkraft kan beräknas från en ekvation för kärnkraftspotential. Denna energi lagras i de mycket täta förbindelserna mellan delarna som utgör atomerna. Under kärnklyvning absorberar atomer extra delar och blir instabila. När atomerna bryts ner till mer stabila atomer frigör de energi lagrad i de täta förbindelserna som går sönder.