potensialenergifeltet

Potensialenergifeltet er et skalarfelt som tilordner hvert punkt i rommet en potensiell energi U(r) for et system i den aktuelle konfigurasjonen. Feltet beskriver hvordan energien varierer med posisjon og gir en fullstendig beskrivelse av konservative krefter i feltet. For konservative krefter er kraften F på et punkt gitt ved F = −∇U, altså minus gradienten til potensiell energi.

I elektrostatiske felt er potensiell energi U = qV, der V er elektrisk potensial og q er ladningen. Det elektriske feltet er E = −∇V. Equipotensialflater er steder der V er konstant, og feltlinjene er vinkelrett på disse overflatene.

I gravitasjonssfeltet er U = mΦ, der Φ er gravitasjonspotensialet og m er massen. I nærheten av jordoverflaten kan man ofte skrive U ≈ mgh, med h som høyden over referansenivået. Potensialenergifellet finnes også i andre konservative krefter og i generelle energilandskap som styrer bevegelse av partikler og molekyler.

Merk at potensiell energi ofte kan legges til en konstant uten at de fysiske observasjonene endres, så referansenivået er valgfritt. Bruk av potensiellenergifellet gjør det mulig å beregne krefter, beskrive bevegelse gjennom energikonservering og analysere stabile konfigurasjoner og reaksjonsbarrierer i kjemi og molekylær dynamikk.