zpět

Polohová energie

 

Polohová (potenciální) energie – Je to energie spojená se silovým polem. Podle síly působící na dané těleso můžeme rozlišit více druhů polohové energie (gravitační potenciální energie, potenciální energie pružnosti, tlaková potenciální energie). Je to fyzikální veličina (značka Ep, jednotka joul [J]). Polohová energie tělesa souvisí s jeho polohou (např. v gravitačním poli Země).

 

Těleso o hmotnosti m zdvižené do výše h nad povrchem Země má polohovou energii E_p = m . g . h.  Gravitační polohová energie tělesa, které je na povrchu Země (h = 0) je nulová (E_p = 0).

 

Aby těleso získalo polohovou energii musí vykonat určitou práci a změnit polohu tělesa. Stejně velkou práci vykoná i např. protažená nebo stlačená pružina, má polohovou energii pružnosti. Uvolněná pružina má nulovou polohovou energii pružnosti (E_p = 0). Také stlačený plyn nebo pružné zdeformované těleso mají polohovou energii pružnosti. Ta se projeví např. při návratu do původního tvaru.

 

Vzorec pro výpočet:

 

E_p = m . g . h

 

m ….. hmotnost ….. [kg] 
g ….. gravitační zrychlení ….. [N/kg] 
h ….. výška nad zemí….. [m]

 

Příklad:

Dominik vyjel výtahem z prvního do druhého poschodí. Vzdálenost mezi poschodími je 3 m. Dominik má hmotnost 50 kg. Jakou polohovou energii má Dominik?

m = 50 kg

h = 3 m

———–

Ep = ?

 

1) W = Ep = m . g . h = 50 . 10 . 3 = 1500 J. Dominik tvrdí, že získal energii 1500 J.

2) Honza však tvrdí. První poschodí je asi 4 m nad zemí, takže už před vyjetím má Dominik polohovou energii E_p = m . g . h = 50 . 10 . 4 = 2000 J. Ta se musí přičíst k vypočtené energii Dominikem. Dominik získal tedy energii 3 500 J.

3) Pavel tvrdí. Dům stojí na kopečku vysokém asi 3 m. Musí se tedy připočítat i energie Dominika před vstupem do domu. Ep = m . g . 3 = 1500 J. Dominik získal tedy energii 5000 J.

Kdo z nich má pravdu? 

Nejsprávnější by bylo asi tvrzení Pavla, který určil jako výšku pro výpočet polohové energie 10 m (zpravidla je Ep = 0 vztahováno k povrchu Země).

 

Pro správný výpočet musíme uvést, v jaké výšce budeme považovat polohovou energii za nulovou. Zpravidla to bývá když je těleso na povrchu Země. Někdy je potřeba určit o kolik se změnila polohová energie při vykonání práce, potom h = 0 klademe na výchozí rovině a na ní považujeme Ep = 0.

 

zpět

---

Růžena KOLÁŘOVÁ, Jiří BOHUNĚK: Fyzika pro 8. ročník základní školy, dotisk 1. vydání, Havlíčkův Brod: nakladatelství Prometheus, spol. s.r.o., 2016. ISBN 978-80-7196-149-9