Potansiyel enerji

Potansiyel enerji
Okçunun elinde gerilmiş olan yayda esneklik potansiyel enerjisi birikir, okçunun yayı bırakmasıyla bu enerji, kinetik enerjiye dönüşür.
Yaygın sembol(ler):	PE ya da U
temel SI birimlerinden türetimi:	kg m² s-2
SI nicelik boyutu:	M L2 T-2
SI birimi:	joule (J)
Diğer niceliklerden türetimi:	U = m · g · h (yerçekimi) U = ½ · k · x2(esneklik) U = C · V2 / 2 (elektrik) U = -m · B(manyetik)

Klâsik mekanik
${\displaystyle {\textbf {F}}={\frac {\mathrm {d} }{\mathrm {d} t}}(m{\textbf {v}})}$ Newton'un hareket yasaları
Dallar Statik Dinamik Kinetik Kinematik Uygulamalı mekanik Gök mekaniği Sürekli ortamlar mekaniği İstatistiksel mekanik
Temel kavramlar İvme Açısal momentum Kuvvet çifti D'Alembert ilkesi Enerji Kinetik enerji Potansiyel enerji Kuvvet Konuşlanma sistemi İmpuls Eylemsizlik · Eylemsizlik momenti Kütle Güç (fizik) İş (fizik) Moment Momentum Uzay Hız Zaman Tork Sürat Yerçekimi Sanal iş
Formüller Newton'un hareket yasaları Analitik mekanik Lagrangian mekaniği Hamilton mekaniği Routhian_Mekaniği Hamilton-Jacobi_Mekaniği Appell'in Hareket Denklemi Koopman-von Neumann mekaniği
Konular Rijit cisim Rijit cisim dinamiği Euler denklemleri (rijit cisim dinamiği) Hareket* Doğrusal hareket Newton'un hareket yasaları Newton'un evrensel kütle çekim yasası Euler'in hareket yasaları Hareket denklemleri İvmeli referans çerçevesi Eylemsiz referans çerçevesi Yalancı kuvvet Düzlemsel hareket mekaniği Yerdeğiştirme (vektör) Bağıl hız Sürtünme kuvveti Basit harmonik hareket Uyumlu salınım Titreşim Sönümleme Sönüm katsayısı
Dönme hareketi Dönme hareketi Dairesel hareket* Düzgün dairesel hareket Düzgün olmayan dairesel hareket Dönen referans çerçevesi Merkezcil kuvvet Merkezkaç kuvveti Merkezkaç kuvveti (Dönen referans çerçevesi) Tepkisel merkezkaç kuvveti Coriolis kuvveti Sarkaç Teğet sürat Dönme sürati Açısal ivme Açısal hız Açısal frekans Açısal yerdeğiştirme
Bilim adamları Kepler Galileo Huygens Newton Horrocks Halley Maupertuis Daniel Bernoulli Johann Bernoulli Euler d'Alembert Clairaut Lagrange Laplace Hamilton Poisson Cauchy Routh Liouville Appell Gibbs Koopman von Neumann
Fizik Portalı  Kategori
g t d

Potansiyel enerji, cisimlerin bir alanda bulundukları fiziksel durumlardan ötürü depoladığı kabul edilen enerjidir. Örneğin yükseğe kaldırılan bir cisim, barajlarda biriken su, sıkıştırılan veya gerilen yay potansiyel enerji depolar. Potansiyel enerji mevcut alandaki konuma veya cisimdeki değişikliğe bağlıdır. EP ya da U ile gösterilir. Birimi diğer enerjiler gibi Joule'dür. (J)

Potansiyel enerji terimi ilk kez İskoç mühendis ve fizikçi William Rankine tarafından kullanılmıştır.^[1][2] Türkçedeki potansiyel kelimesinin kökeni Fransızca “Potentiel” kelimesinden gelmektedir. Potansiyel kelimesi; gizli kalmış, henüz varlığı ortaya çıkmamış, gizli anlamlarında gelecekte oluşması, gelişmesi mümkün olan durumlar için kullanılan bir sıfattır.

Potansiyel enerji bir cismin düşük potansiyelden yüksek potansiyele geçtiğinde biriken enerjidir. Örneğin bir cisim yerden yükseğe çıkarıldığında yüksek bölge daha yüksek potansiyele sahip olduğundan cisimde potansiyel enerji birikir. Bir elektrik yükü yüksek potansiyelden alçak potansiyele gitmek isteyecektir çünkü bu yüke etki eden bir geri çağırıcı kuvvet vardır.

Bir cismi yüksek potansiyele taşımak için yapılan iş cismin kazandığı potansiyel enerjiye eşittir. Yani potansiyel enerji değişimi korunumlu kuvvet tarafından yapılan işe eşittir:

${\displaystyle \,W=-\Delta U}$

W: yapılan iş, ΔU: potansiyel enerjideki değişim

Örneğin m kütleli bir cismi yerçekimi ivmesinin g olduğu bir yerde, yerden h kadar yukarı çıkardığımızı düşünelim. Kaldırmak için gereken kuvvet cismin ağırlığına eşit olacaktır. Yani F=mg cismi h kadar yukarı çıkardığımız için yaptığımız iş W=mgh olacaktır. Bu da cismin h kadar yukarı çıktığı için kazandığı potansiyel enerjiye eşittir.

Bir cismin, başka bir cismin (genellikle çok büyük kütleli cisimler, örn.Dünya, Güneş) kütleçekimi etkisinde kalarak kazandığı potansiyel enerjidir. Bu enerji, cismin kütlesiyle ve çekici kütlenin büyüklüğüyle doğru orantılıdır. Çekici kütlenin büyüklüğü yerçekimi ivmesini oluşturur. Bu ivme Dünya için yaklaşık 9,8 m/s²'dir.

Yerçekimi potansiyel enerjisi, hidroelektrik santrali kullanılarak elektrik enerjisine çevrilir.

Esneklik potansiyel enerjisi, esnek cisimlerin (örn. yay) sahip olduğu enerjidir. Bir yay sıkıştırıldığında potansiyel enerji depolar ve serbest bırakıldığında bu enerjiyi kinetik enerjiye dönüştürür.

Yayda biriken enerji yayı sıkıştırmak için yapılan işe eşit olduğundan bu iş hesapalanarak enerji bulunur. F kuvvetiyle (F kuvvetinin büyüklüğü yay sıkıştırıldıkça artar) x kadar sıkışmış bir yay için:

${\displaystyle U_{e}=-\int {\vec {F}}\cdot d{\vec {x}}}$

yayda, Hooke yasası gereği:

Yapılan iş ve biriken potansiyel enerji:

${\displaystyle U_{e}=-\int {\vec {F}}\cdot d{\vec {x}}=-\int {-kx}\,dx={\frac {1}{2}}kx^{2}.}$

Şeklindedir.

Bir elektrik alanda bulunan elektrik yüküne Coulomb kuvveti etki eder. Etki eden bu kuvvet nedeniyle yük, potansiyel enerji kazanır.

Yerden belli yükseklikte bulunan cisme etkileyen yer çekim kuvvetinin enerjisine denir.

• Manyetik potansiyel enerjisi
• Isı potansiyel enerjisi
• Kimyasal potansiyel enerjisi
• Nükleer potansiyel enerjisi

• How Force, Power, Torque and Energy Work 10 Aralık 2006 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.