Potentiell energi

Potentiell energi är en form av mekanisk energi, tillsammans med kinetisk energi. Det finns två former av potentiell energi: lägesenergi och elastisk energi. I ett friktionsfritt mekaniskt system är summan av potentiell och kinetisk energi konstant. I oscillerande system som pendeln eller en oscillerande sträng finns en växelvis minskning och ökning av den potentiella energin.

Lägesenergi

Lägesenergi är energi som finns hos ett föremål som påverkas av ett kraftfält. Mängden potentiell energi är beroende av valet av referenspunkt. Den mest strikta referenspunkten är en punkt på oändligt avstånd, där alla kraftfält är 0. Sett ur det perspektivet är den potentiella energin negativ för alla föremål i universum.

Lägesenergi för en massa i ett likformigt gravitationsfält kan beräknas med formeln

$E_\mathrm{pot} = mgh , \,$

där m är massan, h är höjden och tyngdaccelerationen g antas vara konstant över höjdskillnaden.

Elastisk energi

Elastisk energi är den potentiella energi som "upplagras" i ett elastiskt material som utsätts för deformation, till exempel för ett utsträckt gummiband eller hos en spiralfjäder som trycks samman. Om Hookes lag gäller, är den potentiella energin proportionell mot kvadraten på lägesförändringen:

$E_\mathrm{pot} = \tfrac12 k (x-x_0)^2,$

där k är elasticitetskonstanten och x₀ är jämviktsläget.