Potenciální energie

Potenciální energie (též polohová energie) je druh energie, kterou má každé těleso nacházející se v potenciálovém poli určité síly. Podle síly působící na dané těleso lze rozlišit více druhů potenciální energie: gravitační potenciální energie, potenciální energie pružnosti, tlaková potenciální energie, elektrostatická potenciální energie.

Obsah

$E_p = mgh \,$

Pro přírůstek potenciálních energií platí

$\Delta E_p = E_{p2} - E_{p1} = -W \,$ ,

kde $W$ je práce, kterou vykonají síly pole, a $E p 1$ , $E p 2$ je potenciální energie v bodech $1$ a $2$ .

Pro elementární přírůstky lze předchozí vztah zapsat ve tvaru

$\mathrm{d}E_p = -\mathrm{d}W \,$

Pomocí vztahů pro mechanickou práci lze pak určit

$E_p = - \int \mathbf{F}\cdot\mathrm{d}\mathbf{s}$

Potenciální energie je relativní, záleží na tom, vzhledem k čemu se vztahuje. Při výpočtech se nulová hladina potenciální energie volí buď v rovnovážné poloze, kde jsou příslušné síly v rovnováze, nebo v nekonečnu, kde je velikost příslušných sil na těleso nulová. Pro přeměnu energií ale na volbě nulové hladiny potenciální energie nezáleží, rozhodující je pouze změna této energie.

Potenciální energie je definovaná pouze v potenciálovém silovém poli, což je pole, jehož rotace je rovna nule. V takovém poli lze definovat potenciál $U$ . Potenciální energii je pak možné vyjádřit prostřednictvím potenciálu.