Wat is het potentieel van elektrische energie van een geladen object

? Het concept van de potentiële energie is een rare , maar het is een handig een. Als je ziet twee peuters, een rond te rennen schreeuwen en spelen en de andere zitten en lezen van een prentenboek , zou je zeggen dat het fysiek actief twin was energiek, en de andere was een beetje rustiger . Een fysicus kan kijken naar twee identieke geladen deeltjes in een elektrisch veld , met een bewegend en andere stilstaat . De natuurkundige zou zeggen dat de bewegende deeltje heeft kinetische energie , en de andere heeft energie , ook: potentiële energie . Het concept van de potentiële energie

Stel je een tennisbal rust op een tafel . Stel je nu voor dat je met een tennisbal op dezelfde hoogte . Geen van de ballen in beweging is , dus ook niet om het even welke kinetische energie . Als je laat de bal los uit je hand , zal het beginnen met bewegen . Wanneer hij de grond raakt , zal het een snelheid die afhankelijk is van de hoogte van je het uit laten vallen hebben . Echter , alles wat je deed was laten gaan . Je hebt geen energie aan toe te voegen . Door het concept van behoud van energie centraal fysica , fysici voorgesteld dat de bal had potentiële energie omgezet in kinetische energie . De bal nog op tafel , de een die niet helemaal is verhuisd , heeft nog steeds potentiële energie .
Het nut van de Concept
Objecten die geen zichtbaar teken van energie aan te tonen kan worden geïnvesteerd met potentiële energie die kan worden omgezet in beweging .

De beweging van een scheidsrechtersbal kan worden berekend met Newton's bewegingswetten . De snelheid als de bal de grond raakt is de sqrt ( 2 * h * g ) ; waarin h de hoogte en g de versnelling van de zwaartekracht . Als je in plaats daarvan zeggen dat de kinetische energie op de bodem --- ( 1/2 ) * m * v ^ 2 --- gelijk aan de potentiële energie aan de top --- MGH --- dan is de snelheid op de grond is sqrt ( 2 * h * g ) . Zelfs hoewel het concept van potentiële energie is vreemd , kan een nauwkeurige methode voor het oplossen van problemen. Dit brengt u naar het elektrische veld en het concept van elektrische potentiële energie .
Het elektrische veld

Twee elektrische ladingen oefenen een kracht uit op elkaar . U kunt de effecten kennen van de krachten te berekenen , op dezelfde manier kun je de wetten van Newton te gebruiken om de beweging van een vallend voorwerp berekenen. Echter , vergelijkbaar met de discussie in de laatste sectie , kunt u ook denken aan het probleem op een andere manier . De eerste lading zal een effect hebben alle door de ruimte , en je kunt bedenken die zin als een elektrisch veld . Een manier van het interpreteren van het elektrisch veld is als een entiteit die een potentiële energie creëert voor alle andere kosten die in het veld worden gebracht . Geen kracht op een lading zal zijn als gevolg van veranderingen in de potentiële energie van een lading in het veld .
De Energie van een Charge in het elektrische veld

wet van Coulomb zegt de kracht op een lading , q , aan een andere lading , Q , evenredig met ( qQ /r ^ 2 ) , waarbij r de afstand tussen de twee kosten . De hoeveelheid werk gedaan om de lading van de ene plek naar de andere is gelijk aan de kracht maal de afstand . Het is ook gelijk aan de verandering in potentiële energie . Het werk wordt gegeven door ( qQ ) maal de integraal van r1 naar r2 van ( 1 /r ^ 2 ) . Het antwoord is qQ * ( ( r1 - r2 ) /( r1 r2 * ) Dit moet dus het verschil in de potentiële energie tussen r1 en r2 vanaf qQ * ( ( r1 - . . R2 ) /( r1 * r2 ) u qQ * ( ( r1 /( r1 r2 * ) - ( r2 /( r1 r2 * ) ) , wat overeenkomt qQ /r2 - . qQ /r1 dat is het verschil in potentiële energie u ( r2 ) - u ( r1 ) , zodat de potentiële energie van een lading in een elektrisch veld U ( r ) = constante * qQ /r .