พลังงานศักย์: ความหมาย สูตร ปัญหาตัวอย่าง (สมบูรณ์)

คุณจำเป็นต้องรู้ว่าถ้าพลังงานศักย์นี้มีอยู่ในทุกวัตถุหรือไม่ แม้ว่าวัตถุจะเคลื่อนที่หรืออยู่นิ่ง แต่ก็สามารถมีศักยภาพที่ไม่คาดคิดได้

นอกจากนี้ยังได้รับอิทธิพลจากแรงที่กระทำต่อวัตถุด้วย

ตัวอย่างเช่น เมื่อคุณขี่จักรยานในพื้นที่ที่เป็นเนินเขา เส้นทางที่จะผ่านไปก็มีความหลากหลายเช่นกัน ตั้งแต่ทางลาดไปจนถึงทางลง

เมื่อคุณผ่านถนน แรงที่กระทำต่อวัตถุจะมีขนาดใหญ่หรืออาจกล่าวได้ว่ามีศักยภาพ

ในทางกลับกัน หากคุณอยู่บนเส้นทางจากมากไปน้อย คุณสามารถปลดปล่อยศักยภาพที่ครอบครองโดยวัตถุได้ทันทีโดยไม่ต้องใช้กำลังมาก หรือเรียกว่ามีศักยภาพออกมา

คำจำกัดความของพลังงานศักย์

ในวิกิพีเดีย แนวคิดเรื่องพลังงานศักย์คือพลังงานที่ส่งผลต่อวัตถุอันเนื่องมาจากสาเหตุ (ความสูง) วัตถุโน้มเอียงไปทางอนันต์ในทิศทางของแรงเนื่องจากการมีอยู่ของพลังงาน ศักยภาพ

หรือจะเรียกอีกอย่างว่าพลังงานศักย์ / EP เป็นพลังงานพักผ่อน เพราะในสภาวะนิ่งก็ยังคงมีปริมาณพลังงานอยู่

แต่เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ ศักย์จะเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์

พลังงานประเภทนี้ประกอบด้วยประเภทต่างๆ ตั้งแต่ศักย์โน้มถ่วง ศักย์สปริง และศักย์ไฟฟ้า

พลังงานที่ให้กับวัตถุสามารถส่งผลต่อตำแหน่งของวัตถุที่สามารถตีความได้ ไปสู่เป้าหมายที่ไม่มีที่สิ้นสุด แต่ยังคงติดตามแหล่งที่มาของพลังที่สามารถผลิตพลังงานได้ ที่.

ในการวัดงานและพลังงาน สัญลักษณ์หน่วย SI คือจูล

พลังงานศักย์โน้มถ่วง

พลังงานประเภทนี้เกิดขึ้นในการเคลื่อนที่ของวัตถุเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก

อีกทั้งยังทำให้วัตถุตกลงสู่พื้น

การเปลี่ยนแปลงพลังงานที่เกิดขึ้นถูกกำหนดอย่างเป็นระบบโดยสูตรด้านล่าง:

Ep = mgh

ข้อมูล:

ตอน: พลังงานศักย์โน้มถ่วง (จูล)
ม: มวลวัตถุ (กก.)
กรัม: แรงโน้มถ่วง (m/ S2)
ห่า: ความสูงของวัตถุ (ม.)

พลังงานศักย์ไฟฟ้า

พลังงานประเภทนี้สามารถเกิดขึ้นได้ในอนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้า

ในขณะนั้นสนามไฟฟ้าก็จะออกแรงกระทำต่ออนุภาคเพื่อให้สามารถทำงานได้

การเปลี่ยนแปลงพลังงานที่เกิดขึ้นถูกกำหนดอย่างเป็นระบบโดยสูตรด้านล่าง:

Ep = k(q0q/r)

ข้อมูล:

ตอน: ศักย์ไฟฟ้า (จูล)
เค: ค่าคงที่ (9×109N.m2/C2)
q0: ค่าใช้จ่ายแหล่งที่มา (คูลอมบ์)
ถาม: ค่าทดสอบ (คูลอมบ์)

พลังงานศักย์สปริง

จำเป็นต้องใช้พลังงานประเภทนี้ในการยืดหรือบีบอัดสปริง

การเปลี่ยนแปลงพลังงานที่เกิดขึ้นถูกกำหนดอย่างเป็นระบบโดยสูตรด้านล่าง:

Ep = kx2

ข้อมูล:

ตอน: ศักย์ไฟฟ้า (จูล)
เค: ค่าคงที่ (9×109N.m2/ C2)
x: เปลี่ยนตำแหน่ง (ม.)

พลังงานที่มีศักยภาพในชีวิตประจำวัน

พลังงานศักย์มักใช้กับหลายกรณีที่เกิดขึ้นในชีวิตประจำวัน

ต่อไปนี้คือตัวอย่างบางส่วนของการประยุกต์ใช้พลังงานศักย์ในชีวิตประจำวัน ได้แก่:

1. แม่เหล็ก

เมื่อแม่เหล็กทั้งสองสัมผัสกับขั้วบวกแล้ววางใกล้กัน จะเกิดศักย์ไฟฟ้าสถิตขึ้น

2. ลูกบอลกลิ้ง

เมื่อลูกบอลกลิ้งผ่านเนินลาดจะมี 2 ช่วงเวลา คือ จะเก็บศักยภาพไว้ เมื่อวัตถุอยู่ด้านบนและชิ้นเล็กจะเป็นเมื่อลูกบอลตกลงมาอย่างรวดเร็ว หยุด.

3. ดอกไม้ไฟ

ดอกไม้ไฟเก็บศักยภาพทางเคมีที่จะทำงานเมื่อวัตถุสัมผัสกับไฟ

เมื่อจุดไฟ สารตั้งต้นจะทำงานจนกว่าดอกไม้ไฟจะจุดไฟได้

4. อาร์ค

เมื่อคันธนูถูกดึงและลูกศรยังไม่ยิงไปที่เป้าหมาย วัตถุจะถูกเก็บไว้ พลังงานก่อนแล้วจึงปล่อยแรงยืดหยุ่นเพื่อให้ธนูสามารถกระแทกเป้าหมายได้ กำหนดเป้าหมาย

5. รถยนต์

รถยนต์สามารถเคลื่อนที่ได้หากมีเชื้อเพลิงในรูปของน้ำมันเบนซิน เช่นเดียวกับของเล่นที่มีแหล่งพลังงานจากแบตเตอรี่

พลังงานเคมีสามารถแปลงเป็นพลังงานจลน์ได้ในภายหลัง เพื่อให้รถสามารถสตาร์ทได้เมื่อใช้งาน

6. เพื่อน Pe

Peer เป็นตัวอย่างหนึ่งของความยืดหยุ่น เนื่องจากมีรูปร่างที่สามารถยืดออกได้

เพื่อนคนนี้จะเก็บพลังงานไว้ก่อน จากนั้นเมื่อปล่อย เพื่อนจะมีการเปลี่ยนแปลงความยาวและมีความยืดหยุ่น

7. ผลไม้บนต้นไม้

ผลของต้นไม้สามารถแยกตัวออกได้ตลอดเวลา

บางคนอาจคิดว่าถ้าผลร่วง แปลว่าผลสุก

แต่ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นจริงเนื่องจากแรงดึงดูดที่ได้รับอิทธิพลจากแรงโน้มถ่วงของโลก

8. แทรมโพลีน

แทรมโพลีนที่ไม่ได้ใช้งานแทบไม่มีศักยภาพ

วัตถุจะเก็บพลังงานไว้เท่านั้น ดังนั้นเมื่อวัตถุถูกใช้เล่น มันจะสร้างแรงสะท้อน

9. หลักการทำงานของหนังสติ๊ก

บนหนังสติ๊กมีสปริงหรือยางที่ทำหน้าที่ขว้างก้อนหินและกระสุนของเล่น

ยางหรือสปริงที่ดึงและยึดไว้มีพลังงานศักย์

หากปล่อยสปริงหรือยาง พลังงานศักย์จะเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์

10. หลักการทำงานของไฟฟ้าพลังน้ำ

หลักการที่ใช้เกือบจะเหมือนกับหลักการทำงานของเครื่องยิงหนังสติ๊ก ซึ่งเครื่องมือนี้จะเพิ่มศักยภาพความโน้มถ่วงของน้ำ - น้ำที่สะสมไว้

ตัวอย่างปัญหาพลังงานที่อาจเกิดขึ้น

นี่คือตัวอย่างพลังงานศักย์ ฟิสิกส์ พร้อมเสวนา ได้แก่