Potentsiaalne energia

Potentsiaalne energia on keha energia konservatiivse jõu väljas. Jõud on konservatiivne, kui selle poolt tehtav töö oleneb ainult jõu rakendamise alg- ja lõpp-punkti asukohast, mitte aga selle teekonnast. Niisuguseks jõuks on raskusjõud gravitatsiooniväljas, ka elastsusjõud (näiteks vedru korral) ja elektrilaengutele mõjuv jõud staatilises elektriväljas.

Potentsiaalse energia kui füüsikalise suuruse tähis on  (teoreetilises füüsikas  või ) ja mõõtühik džaul (J).

Keha potentsiaalne energia võrdub tööga, mida on vaja teha konservatiivse jõu ületamiseks, et viia keha lõppasendisse sellest asendist, milles ta kokkuleppeliselt on nullnivool (näiteks maapinnal) või lähteolekus (näiteks vedru pingevabas olekus). Potentsiaalset energiat võib seega käsitleda nagu tööga varutud energiat.

Potentsiaalset energiat väljendab üldkujul valem

kus
 on keha ümberpaigutamisele vastu mõjuv konservatiivne jõud;
 on keha ümberpaigutamise teekonna algpunkt (nullnivoo);
 on lõpp-punkt. 

 Potentsiaalne energia Maa gravitatsiooniväljas 
Maa gravitatsiooniväljas mõjub kehale raskusjõud, mis on võrdne keha massi ja raskuskiirenduse  korrutisega. Kehale massiga  mõjub seega raskusjõud .  Kui keha asub maapinnale küllalt lähedal, võib  väärtuseks lugeda 9,8 m/s2. Keha tõstmiseks kõrgusele  tuleb teha tööd . Selle töö tulemusena kandub kehale potentsiaalne energia 
.
Näiteks tõstes 1 kg raskuse keha maapinnast (või põrandast) 2 m kõrgusele, rakendame raskusjõu ületamiseks jõudu  njuutonit, nii et tõstmisel tehtava töö tulemusena omandab keha potentsiaalse energia  džauli.

Kui keha kukub tagasi maapinnale, muutub potentsiaalne energia vaba langemise lõpuks niisama suureks kineetiliseks energiaks.

Potentsiaalset energiat nimetatakse ka asendienergiaks või seisuenergiaks, kineetilist energiat aga liikumisenergiaks.

 Vedru potentsiaalne energia 
Pingutatud vedru jõud avaldub vastavalt Hooke'i seadusele kujul
,
kus
 on vedru materjalist ja ehitusest sõltuv jäikustegur;
 on rakenduspunkti kaugus lähteasendist.

Vastavalt vedru potentsiaalne energia
.

 Elektrilaengu potentsiaalne energia elektrostaatilises väljas 
pisi|325px|Elektrilaeng   punktlaengu   elektriväljas
Kui elektrilaenguga  keha asetseb elektrostaatilises väljas potentsiaaliga  , siis on selle laetud keha potentsiaalne energia
 .

Näiteks punktlaengu  elektrostaatilises väljas paikneval laengul  on potentsiaalne energia
,
kus  on Coulomb'i konstant ( – elektriline konstant) ja   on laengu   kaugus laengust .

Vaata ka
Kineetiline energia

Kategooria:Füüsika