potensiell energi

Potensiell energi, også kalt stillingsenergi, er en form for lagret energi basert på objekters plassering i et kraftfelt, eller i et system der energien er avhengig av systemets tilstand.

Faktaboks

Også kjent som

stillingsenergi

Det er forskjell i potensiell energi som har fysisk interesse. Størrelsen av den potensielle energien til et legeme i et kraftfelt avhenger av i hvilken høyde nullivået for potensiell energi defineres. Det er vanlig å definere nullnivået i gravitasjonsfeltet til et legeme uendelig langt fra legemet. Da vil partikler i endelig avstand fra legemet ha negativ potensiell energi. For eksempel har jorda negativ potensiell energi i solas gravitasjonsfelt.

I elastiske legemer kan det lagres potensiell energi ved å deformere legemet så det ikke lengre er i sin likevektstilstand. For eksempel kan energi lagres i en spent fjær eller bue. Når buen er spent, lagrer den energien som ble brukt for å spenne buen. Denne energien kan frigjøres ved å slippe buestrengen. Da omformes buens potensielle energi til pilens kinetiske energi.

Et annet eksempel er en svingende pendel. Her er det en kontinuerlig veksling mellom potensiell og kinetisk energi. Den potensielle energien pendelen har når den befinner seg i et av ytterpunktene, blir omgjort til kinetisk energi når pendelen passerer likevektstillingen.

Eksempler på potensiell energi

Gravitasjonell potensiell energi

Når et legeme blir hevet i Jordens tyngdefelt, øker legemets potensielle energi. Den potensielle energien er proporsjonal med legemets masse og hvor høyt det er plassert.

I norsk energiforsyning utgjør landets mange vannmagasiner et betydelig energilager i form av potensiell energi. Lagret energi er proporsjonal med volumet av magasinet og høyden over havet. Vannets potensielle energi kan omgjøres til elektrisk energi ved å la vannet renne ned til et lavere nivå, der energiomformingen skjer i en vannturbin som er koplet til en generator.

Elastisk potensiell energi

Elastiske legemer kan oppta energi når de utsettes for ytre krefter som deformerer legemet. Når kreftene fjernes, gjenvinner legemet sin opprinnelig form. Energien som ble brukt til å deformere legemet, blir da gjenvunnet.

Et eksempel på hvordan elastisk potensiell energi kan komme til nytte, er en katapult som kan kaste prosjektiler flere hundre meter av gårde. Spennet i katapulten utgjør en potensiell energi som blir omgjort til prosjektilets bevegelsesenergi når katapulten utløses.

Elektrisk potensiell energi

Et objekt har potensiell energi på grunn av sin elektriske ladning når det befinner seg i et elektrisk felt. Elektroner som har negativ ladning, får økt potensiell energi når de beveger seg mot feltretningen, mens protoner med positiv ladning får økt potensiell energi ved bevegelse med feltretningen. I en varmetråd som leder elektrisk strøm, er det et elektrisk felt, og elektroner beveger seg mot feltretningen og taper potensiell energi. Den tapte potensielle energien kan gjøres om til varme.

Kjemisk potensiell energi

Kjemisk energi kan ses på som en form for potensiell, energi der energien utgjøres av bindinger mellom atomer i molekyler og i kjemiske forbindelser. For å bryte bindingene mellom atomene kreves det energi som blir frigjort når bindingene dannes. For eksempel kreves det energi for å splitte vann (H₂O) til hydrogengass og oksygengass. Denne energien frigis når reaksjonen går motsatt vei og det igjen dannes vann.

Nukleær potensiell energi

Partiklene i en atomkjerne holdes sammen av de sterke kjernekreftene som motvirker de frastøtende elektriske kreftene mellom protonene. I en kjernereaktor eller atombombe frigjøres potensiell energi i det sterke kjernekraftfeltet.

I tillegg bidrar de svake kjernekreftene til potensiell energi som utløses i et beta-henfall, som er en type radioaktiv stråling der elektroner sendes ut fra atomkjerner ved at nøytroner i kjernen først spaltes opp i elektroner, positroner og nøytrinoer på grunn av den svake kjernekraften.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg