In diesem Artikel werden wir den Unterschied zwischen der potentiellen Energie und der Potentialdifferenz sehen.
Die potentielle Energie ist die im System gespeicherte Energie, während die Potentialdifferenz die Differenz zwischen dem Potential an zwei Punkten ist.
Potentielle Energie vs. potentielle Differenz
| Potenzielle Energie | Potenzieller unterschied |
| Potentielle Energie ist die vom Körper aufgenommene und gespeicherte Energie. | Eine Potentialdifferenz ist eine Differenz zwischen der potentiellen Energie des Körpers an zwei verschiedenen Punkten. |
| Elektrische potentielle Energie ist die Energie, die erforderlich ist, um die Arbeit pro Ladungseinheit zu verrichten, um ein geladenes Teilchen aus dem Unendlichen auf einen Punkt zu bringen. | Das elektrische Potential ist die Differenz zwischen der elektrischen potentiellen Energie bei der Verschiebung einer Ladung von 1C von der Unendlichkeit zur Quelle. |
| Das potentielle Gravitationsenergie ist die Energie, die erforderlich ist, um die Einheitsmasse von einem Punkt zum anderen zu verschieben. | Die Gravitationspotentialdifferenz ist die Arbeit, die bei der Bewegung der Einheitsmasse geleistet wird |
| Die potentielle Energie erhöht sich, indem das Objekt in die Höhe gehoben wird. | Es ist ein Unterschied zwischen der potentielle Energien des Objekts in zwei verschiedenen Höhen. |
| Es ist die Energie, die das elastische Material entweder durch Komprimieren oder Dehnen des Materials aufnimmt. | Es ist ein Unterschied zwischen der potentiellen Energie, die vom Material bei zwei unterschiedlichen Kompressions- oder Dehnungslängen gespeichert wird. |
| Die elektrische potentielle Energie hängt von der Größe zweier geladener Teilchen ab. | Es ist ein Unterschied im Potenzial eines einzelnen Teilchens an zwei verschiedenen Punkten. |
| Es wird in Joule . gemessen | Es wird in Volt oder Joule/Coulomb . gemessen |
| Die Teilchen in der Natur neigen immer dazu, den Zustand mit der geringsten potentiellen Energie einzunehmen. | Die Potentialdifferenz kann je nach geleisteter Arbeit mehr oder weniger betragen. |
| Das potentielle Energie ist negativ falls die Kraft anziehend ist. | Die Potentialdifferenz ist immer positiv. |
Einige Fakten über potenzielle und potenzielle Energie
- Das Energie, die das System aufgrund des variierenden Potentials zwischen den beiden Positionen aufgenommen hat auf dem System ist potentielle Energie.
- Das Objekt in einer bestimmten Höhe über dem Boden, das seine eigene hat Die potenzielle Energie nimmt mit der Entfernung ab wenn es sich dem Boden nähert.
- Das Schwerkraft Die potenzielle Energie der Erde neigt dazu, die Objekte in Richtung des Schwerpunkts der Erde zu ziehen, wodurch die potenzielle Energie des sich umwandelnden Objekts verringert wird es in kinetische Energie umwandelt, während es sich dem Boden nähert.
- In einem Atom existiert in der Nähe des Atomkerns eine Region mit dem geringsten Potential, und Elektronen in einem Atom neigen dazu, sich in der Nähe des Kerns zu befinden, der die niedrige potentielle Energie erreicht.
- Sobald das Elektron genügend potentielle Energie aufgebaut hat, wird es instabil und springt in ein höheres Energieniveau, wobei seine Energie wieder auf das niedrigere Energieniveau des Atoms zurückfällt.
- Potentielle Energie ist in 5 verschiedenen Hauptkategorien verfügbar; Gravitation, elektrisch, nuklear, elastisch und chemisch.
- Elektrische Ladungen bewegen sich vom höheren Potentialniveau auf das niedrigere Potentialniveau, nachdem sie ihre Energie beim Erregen in einen höheren Energiezustand übertragen haben.
- Bei Kondensatoren entsteht die Potentialdifferenz durch die Trennung der gegenüberliegenden Ladungsträgerplatten, aufgrund der Trennung der Platten wird die potentielle Energie im Kondensator gespeichert, um die Arbeit zu verrichten.
- Die potentielle Energie auf dem Leiter der geschlossenen Schleife ist immer Null.
- Bei elastischen Materialien, die potentielle Energie kann entweder durch Dehnung oder Kompression gespeichert werden.
Lassen Sie uns die Beziehung zwischen potenzieller Energie und Potenzialdifferenz einiger grundlegender Kräfte in der Natur bewerten:
Gravitationspotentiale Energie und Potentialdifferenz
Das Potenzial Energie ist die Energie, die benötigt wird, um die zu verschieben Einheitsmasse von einem Punkt zum anderen. Das potenzielle Energie, die aufgrund der Schwerkraft mit dem Objekt verbunden ist ist durch die Relation gegeben
U=mg
Da das Gewicht des Objekts aufgrund der Schwerkraft auf der Erde das Produkt aus der Masse des Objekts und seiner konstanten Schwerkraftbeschleunigung wird, ist die einzige Variable die Höhe. Daher variiert die potentielle Energie des Objekts hauptsächlich in Abhängigkeit vom Steigen und Fallen des Objekts über dem Boden. Da das Objekt der Anziehungskraft der Erde entgegenwirkt, erhöht sich der Abstand zwischen dem Boden und dem Objekt, und es beginnt sein eigenes Potenzial zu gewinnen.
Die Gravitationspotentialdifferenz ist die Arbeit, die bei der Bewegung der Einheitsmasse geleistet wird und ist gegeben durch
ΔU=Arbeit/m
Wir haben oben gesehen, dass die einzige veränderliche Größe die Höhe des Objekts über dem Boden ist
ΔU = mg/Δh
Wobei Δh die Höhenänderung ist
ΔU ist die Potentialdifferenz
Da die Gravitationskraft zwischen den beiden Objekten mit den Massen M und m, getrennt durch den Abstand 'r', gegeben ist durch
F=G*(Mm)/r2
Die an den Objekten verrichtete Arbeit aufgrund der Schwerkraft
Arbeit=∫F.dr
Arbeit =-GMm/r2
Da die Potentialdifferenz die pro Masseneinheit geleistete Arbeit ist
Lesen Sie mehr auf potentielle Gravitationsenergie.
Elektrische potentielle Energie und Potentialdifferenz
Elektrisches Potenzial Energie ist die Energie, die benötigt wird, um das geladene Teilchen aus dem Unendlichen zum Betrachtungspunkt zu bringen. Dies ist gleich der Arbeit, die an dem Teilchen geleistet wird, um die Einheitsladung zu bringen.
Betrachten Sie zwei Punktladungen der Ladung q1 und q2 getrennt durch einen Abstand 'r' zwischen ihnen.
Die zwischen den beiden Ladungen wirkende Kraft q1 und q2 entspricht
Die Arbeit wird getan, indem die Ladung q . gebracht wird1 am Punkt 's' zu einer Entfernung r2. Arbeit ist die Kraft, die erforderlich ist, um die Ladung q . zu verschieben1 auf eine Entfernung r2.
Arbeit =Kraft*Weg
Daher ist die Arbeit, die am Teilchen geleistet wird, um es von r zu verschieben1 zu r2 is
Die geleistete Arbeit ist gleich der potentiellen Energie der Ladung.
Die Differenz der potentiellen Energie zwischen den beiden Punkten ist die durch die Arbeitseinwirkung entstehende Potentialdifferenz.
Elektrisches Potenzial ist eine potenzielle Energie pro Ladungseinheit; gegeben durch die Beziehung
V=U/q
Wobei V ein Potential ist
U ist potentielle Energie
q ist eine Gebühr
Impliziert U=qV
Aus der obigen Beziehung ergibt sich daher, dass das elektrische Potenzial gleich ist
Elastische potentielle Energie und potentielle Differenz
Wenn das elastische Material gedehnt oder gestaucht wird, gewinnt es potentielle Energie. Die Menge der aufgenommenen potentiellen Energie hängt von der Längenänderung des Materials ab. Die statische potentielle Energie der elastischen Komponente ist gegeben durch
U=(1/2)kx2
Wobei k eine elastische Konstante und x eine Verschiebung aufgrund von Dehnung oder Kompression ist.
Die Potentialdifferenz ist die Differenz zwischen der potentiellen Energie, die im Objekt durch die Positionsänderung des Objekts gespeichert ist, oder der Belastung, die zum Strecken oder Zusammendrücken des Objekts aufgebracht wird.
Daher wird die Potenzialdifferenz gemessen als
ΔU=(1/2)kΔx2
Wobei Δx=x2-x1
SI-Einheiten
Die SI-Einheit der potentiellen Energie ist Joule. SI-Einheit für potentielle Gravitationsenergie ist Nm/kg. Wohingegen die SI-Einheiten der Potentialdifferenz Volt sind, die auch als Joule pro Coulomb J/C geschrieben werden. Ein Volt entspricht 1 J Energie, um eine Einheitsladung von 1 C zu verschieben.
Lesen Sie mehr auf Auswirkungen auf potenzielle Energie: Detaillierte Fakten.
Häufig gestellte Fragen
Q1. Berechnen Sie die Arbeit, die durch die Ladung von 2C geleistet wird, um sich von Punkt A zu Punkt B mit einer Potenzialdifferenz von 10 Volt zu verschieben.
Gegeben:
Ladung Q=2C
Potentialdifferenz V=10V
V=W\Q
=>W=QV
=2C*10V=20J
Q2. Die potentielle Energie der Kugel in 2m Höhe beträgt 4J. Wenn der Ball in die Luft geworfen wird. Berechnen Sie die Potentialdifferenz der Kugel, die eine Höhe von 10 m über dem Boden erreicht.
Die potentielle Energie der Kugel in einer Höhe beträgt 1J.
Daher beträgt die Masse des Balls 204 Gramm.
Beim Erreichen der Höhe von 10 m wird die potentielle Energie des Balls
U = mgh = 0.204 * 9.8 * 10 = 20 J
Daher ist die Potentialdifferenz
Δ=U2-U1= 10-4 = 6
Was ist potentielle Kernenergie?
Der Kern besteht aus Protonen und Neutronen, wodurch dem Kern eine positive Ladung hinzugefügt wird, und daher neigen Elektronen dazu, in Richtung des Kerns zu bleiben.
Es ist potentielle Energie, die die Neutronen und Protonen im Kern gebunden hält. Während Kernenergie Bei der Kernfusion gewinnt der Kern Energie, während der Kern bei der Kernspaltung Energie zusammen mit den Produkten abgibt.
Was ist chemische potentielle Energie?
Chemische potentielle Energie ist die Energie, die durch molekulare Bindungen gewonnen wird.
Bei den exothermen Reaktionen brechen die Bindungen und Energie wird freigesetzt, während bei endothermen Reaktionen die Energie aus der Umgebung gewonnen wird, um neue Bindungen einzugehen.
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Hallo, ich bin Akshita Mapari. Ich habe einen M.Sc. gemacht. in Physik. Ich habe an Projekten wie der numerischen Modellierung von Winden und Wellen während eines Zyklons, der Physik von Spielzeugen und mechanisierten Nervenkitzelmaschinen in Vergnügungsparks basierend auf klassischer Mechanik gearbeitet. Ich habe einen Kurs über Arduino besucht und einige Miniprojekte auf Arduino UNO durchgeführt. Ich erkunde immer gerne neue Gebiete im Bereich der Wissenschaft. Ich persönlich glaube, dass das Lernen enthusiastischer ist, wenn es mit Kreativität gelernt wird. Ansonsten lese ich gerne, reise, spiele Gitarre, erkenne Gesteine und Schichten, fotografiere und spiele Schach.
