Imagine uma bola de tênis descansando sobre uma mesa. Agora imagine que você está segurando uma bola de tênis na mesma altura . Nenhuma das bolas está se movendo , então, nem tem qualquer energia cinética. Se você deixar a bola solta de sua mão , ele vai começar a se mover . Quando ela atinge o solo , ele terá uma velocidade que depende da altura que você deixou cair a partir . No entanto, tudo o que fez foi deixá-lo ir . Você não adicionar energia a ele. Porque o conceito de conservação de energia é fundamental para a física, físicos propuseram que a bola tinha energia potencial que foi convertida em energia cinética. A bola ainda em cima da mesa , o que não mudou em tudo, ainda tem energia potencial .
A utilidade do conceito
objetos que demonstram nenhum sinal visível de energia pode ser investido com a energia potencial que pode ser convertido em movimento .
O movimento de uma bola ao chão pode ser calculada com as leis do movimento de Newton . A velocidade em que a bola bate no chão é o sqrt (2 * h * g); em que h é a altura e g é a aceleração da gravidade . Se em vez você dizer que a energia cinética na parte inferior --- ( meia ) * m * v ^ 2 --- é igual à energia potencial no topo --- mgh --- então a velocidade no chão é sqrt (2 * h * g). Portanto, mesmo que o conceito de energia potencial é estranho, ele pode fornecer um método preciso para resolver os problemas . Isso traz para o campo elétrico eo conceito de energia potencial elétrica.
O campo elétrico
Duas cargas elétricas exercer uma força sobre o outro. Você pode calcular os efeitos conhecendo as forças , da mesma forma que você pode usar as leis de Newton para calcular o movimento de um objeto em queda . No entanto, semelhante à discussão na última seção , você também pode pensar no problema de uma forma diferente. A primeira acusação terá efeito por todo o espaço, e você pode pensar que como efeito de um campo elétrico . Uma maneira de interpretar o campo elétrico é como uma entidade que cria uma energia potencial para quaisquer outros encargos que são trazidas para o campo. Qualquer força sobre uma carga será devido a mudanças na energia potencial de uma carga no campo.
A energia de uma carga no campo elétrico
A lei de Coulomb diz que a força sobre uma carga , q , devido a uma outra carga , Q , é proporcional a (QQ /r ^ 2 ) , em que r é a distância entre as duas cargas . A quantidade de trabalho feito para mover a carga de um ponto a outro é igual à força vezes a distância . Também é igual à variação de energia potencial . O trabalho é dada por (QQ) vezes a partir de integrantes de R1 a R2 ( 1 /r ^ 2 ) . A resposta é qQ * ( ( r1 - r2 ) /( R1 * R2 ) Portanto, este deve ser a diferença na energia potencial entre r1 e r2 Partindo qQ * ( ( r1 - . . R2 ) /( r1 r2 * ) , você começa a qQ * ( ( R1 /(R1 * R2) - (r2 /(R1 * R2) ) , o que equivale a qQ /r2 - . qQ /r1 Essa é a diferença de energia potencial , U ( r2) - U ( R1) , então a energia potencial de uma carga em um campo elétrico U ( r ) = constante * qQ /r .