Potensialenergien

Potensialenergien er energien som er lagret i et system som følge av dets posisjon i et kraftfelt eller konfigurasjonen av systemets deler. Den er en egenskap ved systemet og avhenger ikke av bevegelsens hastighet. For konservative krefter kan man definere en potensiell energifunksjon U slik at arbeidet som kraften utfører når man flytter systemet mellom posisjoner, er lik endringen i U; F = -∇U. Dermed er den totale mekaniske energien E = K + U bevart i et lukket system.

Vanlige former for potensialenergien inkluderer gravitasjonspotensialenergi, elastisk potensiell energi og elektrisk potensialenergi. Gravitasjonspotensialenergi: U = mgh, der h er høyden over referansen. Elastisk potensiell energi i en fjær: U = 1/2 k x^2, der x er avviket fra likevekten. Elektrisk potensialenergi mellom to punktladninger: U = k q1 q2 / r, der r er avstanden mellom ladningene. En ladning i et elektrisk felt har også potensiell energi U = qV, der V er det elektriske potensialet.

Potensialenergien er vanligvis referanseavhengig; man velger ofte nullnivået av praktiske grunner. I kjemi og biologi ligger mye av energien i kjemiske bindinger og frigjøres eller tas opp i reaksjoner. Begrepet brukes også i kvantemekanikk og feltteori, der energinivåer styres av potensiallandskapet.