Potentielle Energie

Potentielle Energie im Wasserkraftwerk nutzbar gemacht

Die potentielle bzw. potenzielle Energie (auch Lageenergie) ist eine physikalische Größe und stellt eine Form der Energie dar. Wie der allgemeine Begriff der Energie selbst, ist die potentiellen Energie eine Zustandsgröße eines physikalischen Systems (z. B. Teilchen, starrer Körper, allgemeiner Körper). Physikalische Systeme, die in der Lage sind mechanische Arbeit zu verrichten, besitzen potentielle Energie. Die potentielle Energie eines abgeschlossenen Systems (z. B. Kugel in Murmelbahn ohne Reibung, elastisch stoßende Kugeln) kann bei Zustandsänderungen (z. B. örtliche Verschiebung des Körpers, Höhenänderung, Anregung eines Atoms durch Photonen) zu oder abnehmen, aufgrund der Energieerhaltung nimmt aber dann in entgegengesetzter Weise eine andere Energieform (z. B. kinetische Energie, Elektrische Feldenergie) ab oder zu.

Der Begriff der potentiellen Energie hängt eng mit dem Begriff des Potentials zusammen, welches eine äquivalente Darstellung eines konservativen Kraftfeldes darstellt. Die potentielle Energie E_pot eines physikalischen Systems ist das Produkt aus Kopplungskonstante k des Teilchens bezüglich des Kraftfeldes F(r) dem es ausgesetzt ist (z. B. Masse m im Falle des Gravitationsfeld, Ladung q im Falle des Elektrischen Felds) und dem Potential des Kraftfeldes

.

Das Potential hängt über die Definition mit dem Kraftfeld zusammen.Aufgrund dieser Definition ist die potentielle Energie nur für Teilchen in konservative Kraftfeldern definiert und der Nullpunkt der Energieskala beliebig festlegbar.

Als Formelzeichen für die potentielle Energie wird üblicherweise E_pot, U oder V verwendet.

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