Forestil dig en tennisbold , der hviler på et bord. Forestil dig nu, du holder en tennisbold i samme højde . Ingen af kuglerne bevæger sig, så ingen af dem har nogen kinetisk energi. Hvis du lader bolden løs fra din hånd , vil den begynde at bevæge sig. Når den rammer jorden , vil det have en hastighed , der afhænger af højden du droppede det fra . Men alle du gjorde var Lad det gå. Du har ikke tilføre energi til det. Fordi begrebet om energiens bevarelse er centralt for fysik, foreslog fysikerne at bolden havde potentielle energi , der blev konverteret til kinetisk energi . Bolden stadig på bordet , den ene , der ikke har bevæget overhovedet, stadig har potentiel energi .
Nytten af begrebet
objekter , som viser nogen synlige tegn på energi kan investeres med potentiel energi , der kan omdannes til bevægelse.
bevægelse af en droppet bold kan beregnes med Newtons love for bevægelse . Hastigheden når bolden rammer jorden er sqrt (2 * h * g); hvor h er højden , og g er tyngdeaccelerationen . Hvis du i stedet siger, at den kinetiske energi i bunden --- (1/2) * m * v ^ 2 --- lig den potentielle energi i toppen --- MGH --- så hastigheden på jorden er sqrt (2 * h * g). Derfor , selv om begrebet potentiel energi er mærkeligt , kan det give en præcis metode til at løse problemer. Dette bringer dig til det elektriske felt og begrebet elektrisk potentiel energi .
Det elektriske felt
To elektriske ladninger udøve en kraft på hinanden . Du kan beregne effekterne at kende de kræfter , på samme måde, som du kan bruge Newtons love til at beregne bevægelsen af et faldende objekt. Men i lighed med diskussionen i det sidste afsnit , kan du også tænke på problemet på en anden måde. Den første afgift vil have en effekt gennem hele rummet, og du kan tænke på, effekt som et elektrisk felt. En måde at fortolke det elektriske felt er som en enhed , der skaber en potentiel energi for alle andre afgifter , der er bragt ind i feltet. Enhver kraft på en afgift vil være på grund af ændringer i den potentielle energi af en afgift på området.
Energy en afgift i det elektriske felt
Coulombs lov siger kraft på en opladning , q, på grund af en anden ladning , Q, er proportional med ( qQ /r ^ 2 ), hvor r er afstanden mellem de to afgifter. Mængden af arbejde at flytte ladning fra ét sted til et andet er lig med kraft gange afstanden. Det er også lig med ændringen i potentiel energi . Arbejdet er givet ved ( qq ) gange INTEGRAL fra R1 til R2 i (1 /R ^ 2). Svaret er qQ * ( ( R1 - R2) /(R1 * R2) Så det må være forskellen i den potentielle energi mellem R1 og R2 Fra qQ * ( (R1 - . . R2) /(R1 * R2) , du kommer til qQ * ( ( R1 /(R1 * R2) - (R2 /(R1 * R2) ) , hvilket svarer til qQ /r 2 - . qQ /R1 det er forskellen i potentiel energi , U ( R2) - U ( R1) , så den potentielle energi af en ladning i et elektrisk felt U ( r) = konstant * qQ /R.
hoteltilbud