Potansiyel Enerji Nedir? | Enerji Portalı
Dilimizdeki potansiyel kelimesinin kökeni Fransızca “Potentiel” kelimesinden gelmektedir. Potansiyel kelimesi; gizli kalmış, henüz varlığı ortaya çıkmamış, gizil anlamlarında gelecekte oluşması, gelişmesi mümkün olan durumlar için kullanılan bir sıfattır.
Fiziksel terim olarak kullanılmaya hazır, gizil güç anlamlarında kullanılmaktadır. Enerji bilimi açısından değerlendirdiğimizde ise, maddelerin bünyelerinde sakladıkları enerjiye potansiyel enerji denmektedir.
Maddeler; bulunduğu ortamdaki zeminden olan yüksekliklerinden, kütlesinden ve kütlesine uygulanan çekim kuvvetinden dolayı bir gizil enerjiye sahiptir ve bu enerjiye Enerji Bilim’inde “Potansiyel Enerji” denilmektedir. Havadaki bulutların, dalında duran meyvenin, masa üstündeki vazonun, duvardaki tablonun, barajlarda toplanan suyun, uçan kuşların yere göre potansiyel enerjileri vardır.
Enerjinin birimi Joule’dur, dolayısıyla potansiyel enerji de dahil olmak tüm enerji çeşitlerinin birimi Joule’dur.
Potansiyel Enerji Nasıl Hesaplanır?
Potansiyel enerji cismin durumuna yani; kütlesine, yerden yüksekliğine ve bulunduğu ortamın çekim ivmesine bağlıdır.
Çekim ivmesinin g olduğu bir ortamda yerden h kadar yüksekte olan m kütleli bir cismin yerçekimi potansiyel enerjisi:
Potansiyel Enerji (Ep, Joule) =
Kütlesi (m,kilogram) x Yer Çekimi İvmesi (g,Newton/kilogram) x
Yüksekliği (h, metre)
Potansiyel Enerji İle Yerçekime Karşı İş Nasıl Yapılır?
Bilindiği gibi enerji, bir etki oluşturabilmek/iş yapabilmek için sahip olunması gereken kaynaktır. Yani, her enerji bir işin olmasına sebep olur. Potansiyel enerji ile bir yerçekimine karşı yani yüksek bir yerden alçak bir yere doğru bir iş gerçekleştiririz.
Wyer çekimi =
Ep değişimi (Son haldeki potansiyel enerjisi – İlk haldeki potansiyel enerjisi)
Potansiyel enerji denilince akla ilk gelen çekim kuvvetinden kaynaklı “Çekim Potansiyel Enerjisi”dir. Hidroelektrik santrallerde yararlanılan enerji türü de bu enerjidir.
Esnek maddelerde kuvvet etkisiyle oluşturulan enerjiye esneklik potansiyel enerjisi denir. Örneğin, sıkıştırılmış ya da gerilmiş bir yayda, kurulmuş bir saat zembereğinde depo edilen enerjiler bu türdendir.
Şekil 1: Yayın Durumuna Göre Meydana Gelen Kuvvetler
Sıkıştırılan bir yayda biriktirilen potansiyel enerji=
1/2 x Yayın Elastik Modülü (k) x Alınan Yol (x)
Elektriksel Potansiyel Enerji:
Elektrik yüklü bir cismin yükü ve konumundan dolayı sahip olduğu enerjiye Elektriksel Potansiyel Enerji denir.
Bir elektrik yüklü cismin sahip olduğu Elektriksel Potansiyel Enerji o cismin sonsuzdan bulunduğu noktaya sabit hız ile getirilmesi için üzerine yapılması gereken işe eşittir.
Elektriksel Potansiyel =
Elektriksel Potansiyel Enerji (Voltaj) / Elektrik Yükü
Yüklü bir cismin üzerine elektriksel kuvvete karşı bir iş yapıldığında cismin Elektriksel Potansiyel Enerjisi değişir.
Isı (Termal) Potansiyel Enerjisi: Isi sebebi ile oluşan bir enerji çeşiti olup aslında atom ve moleküllerin kinetik enerjisidir.
Potansiyel Enerji ve Kinetik Enerji Arasındaki İlişki Nedir?
Yere doğru düşen bir cisim üzerine etki eden kütle-çekim kuvveti cisim üzerinde iş yapar ve bu yüzden cismin kinetik enerjisi artar. Yani, cismin potansiyel enerjisi ile kinetik enerjisi arasında ters orantılı bir ilişki vardır. Potansiyel enerji azaldıkça, kinetik enerji dönüşümü gerçekleşiyor ve kinetik enerji artar.
Potansiyel Enerji ve Mekanik Enerji Arasındaki İlişki Nedir?
Sürtünmesiz sistemdeki bir maddenin kinetik ve potansiyel enerjisinin toplamına mekanik enerji denir. Termodinamiğin 1. Yasası olan Enerjinin Korunumu Yasası’na göre sürtünmesiz bir oramda mekanik enerji korunur. Örneğin, bir sistemde potansiyel enerji arttıkça, kinetik enerji azalır ve böylece mekanik enerji korunmuş olur.
Potansiyel Enerji ve Sürtünme Arasındaki İlişki Nedir?
Sürtünme kuvveti, evrenin mevcut mükemmel düzeninde devam etmesi için var edilmiş bir kuvvettir. Eğer sürtünme olmasaydı, hareket bir cismin sonsuza dek hareketi sürdürür, asla duramazdı. Potansiyel enerji, kinetik enerjiye dönüşürken ortamın sahip olduğu sürtünme kuvveti kadar bir kayba uğrar. Yani, sürtünme kuvveti kinetik ve potansiyel enerjiyi ve dolayısıyla mekanik enerjiyi azaltan bir kuvvettir.
Burada yer alan simülasyonda potansiyel enerji-kinetik enerji-sürtünme ve cismin kütlesinin ve hızının sahip olduğu enerjiye etkisini irdeleyebilirsiniz.
Çekim potansiyel enerjisiEsneklik potansiyel enerjisiKinetik EnerjiPotansiyel EnerjiPotansiyel Enerji çeşitleriPotansiyel Enerji FormülüPotansiyel Enerji HesaplamaPotansiyel enerji nedirPotansiyel Enerji ve Mekanik EnerjiPotansiyel Enerjisi nedir
← Zeolit Nedir, Nerelerde Kullanılır? Kinetik Enerji Nedir? →