AKA 위치에너지, 포텐셜 에너지, 잠재적 에너지(저장된 일의 형태이기 때문)
1. 전위와의 관계, 또는 sub: 전기퍼텐셜에너지? ¶
2. 중력 퍼텐셜 에너지 ¶
AKA 중력에 의한 위치에너지, gravitational potential energy (GPE)
물체를 들어올릴 때 한 일(W)과 같고, 힘=무게(F=mg), 거리=높이(s=h)이므로
W = F · s = (mg) h = mgh
낙하운동은 가속도가
인 등가속도 직선 운동이므로,
에서
이므로
따라서 이 물체가 할 수 있는 일
는
즉, 높이
인 곳에서의 중력 위치 에너지는
(고딩 물1 교과서에서)
중력에 의한 물체의 위치에너지와 그 부호
물체가 | Ep | |
기준면에 있음 | Ep=0 | |
기준면보다 높은 곳에 있음 | Ep>0 | 이 물체는 일을 할 수 있다. |
기준면보다 낮은 곳에 있음 | Ep<0 | 물체에 일을 해 주어야 물체가 기준면으로 올라올 수 있다. |
3. 탄성 퍼텐셜 에너지 ¶
AKA: 탄성에너지, 탄성력에 의한 위치에너지
힘-변위(F-x) 그래프에서
용수철을
만큼 늘이는 데 필요한 힘은
까지 증가하고 그 평균은
이므로 일 = 평균힘 · 늘어난길이
따라서 탄성력에 의한 퍼텐셜에너지는
5. 힘과의 관계 ¶
이 식은 많이 쓰여서 줄임 표현이 자주 쓰인다
고무줄과 비눗방울이 가장 작은 퍼텐셜 에너지를 가지기 위해서는 직선이나 둥근 구와 같이 단순한 형태를 가져야 한다
9. 중력장과 전기장의 퍼텐셜 에너지 (비교) ¶
중력장 | 전기장 |
중력가속도 g | 전기장세기 E |
질량,mass m | 전하,electric_charge량 q |
중력 gravitational force F=mg | 전기력 electric force F=qE |
높이 h (height) | 거리 d (distance) |
중력퍼텐셜 gh | 전기퍼텐셜(전압) V=Ed |
E = mgh | W = qEd |
See also
물리학,physics#s-12.3 (역학 vs 전자기학)
10. 간단하게 식만 요약 ¶
중력에 의한
위치에너지:
탄성력에 의한
위치에너지:
....
균일한 중력장
안에서
질량
인 물체
힘은 중력
높이
에 의한 위치에너지
균일한 전기장
안에서
전하
(인 물체, 입자, etc)
힘은 전기력
거리
에 의한 위치에너지
(균일한 전기장에서 전하
를 거리
만큼 이동시키는데 필요한 일(에너지) = 전기적 위치에너지)
그리고 단위전하 당 위치에너지가 전위: