Kuinka käytän potentiaalienergiakaavaa?

Potentiaalienergian peruskaavaa PE = mgh käytetään yleisimmin yksinkertaisella tavalla. Kohteen mahdollisen energian (PE) laskemiseksi kerro kohteen massa kilogrammoina (m) maapallon painovoimalla (g) ja kohteen korkeudella lattiasta metreinä (h). Kaavaa voidaan myös manipuloida laskemaan puuttuvan muuttujan arvo; massa voidaan esimerkiksi laskea jakamalla kohteen potentiaalienergia painovoimavakioilla ja sen korkeudella tai g = PE/gh. Koska kohteen potentiaalienergia on yhtä suuri kuin sen kineettinen energia tyhjiössä, potentiaalienergiakaavaa voidaan käyttää myös sen kineettisen energian määrittämiseen. Samoja sovelluksia voidaan käyttää monimutkaisemmille potentiaalienergiakaavoille, kuten sähköstaattiselle tai ydinpotentiaalienergialle.

Useimmat ihmiset käyttävät potentiaalienergiakaavan perus iteraatiota määrittääkseen, kuinka paljon esine tuottaa työtä, jos se putoaisi kiinteältä korkeudelta. Tämän avulla yksilöt voivat määrittää kohteen tuottaman energian, jos se kokisi yksinkertaisimman liikkeen, mikä tekee siitä yhden tarkimmista arvioista kohteen energiaominaisuuksista ilman liikkeen lisävoimaa. Kaavan perinne maapallon vetovoiman käytöstä, mitattuna 9.8 metriä sekunnissa neliössä (m/s2), tehdään olettaen, että tärkeimmät toimet tapahtuisivat planeetan painovoimakentässä. Jotkut tutkijat haluavat olla selkeitä tästä erosta viitaten yleisesti käytettyyn kaavaan gravitaatiopotentiaalienergiakaavaksi.

Yksilöt voivat käyttää potentiaalienergiakaavaa määrittämään kohteen potentiaalienergian kiinteältä korkeudelta tai laskemaan sen potentiaalienergian muutoksen, jos kohde siirretään toiselle korkeudelle. Tämä tehdään muuttamalla kaava arvosta PE = mgh arvoon PE = mg (h1-h2), jossa h1 on suurempi korkeus ja h2 on pienempi. Potentiaalisen energian muutos voi vaikuttaa useisiin seikkoihin eri aloilla, kuten tekniikassa ja mekaanisessa suunnittelussa.

Kaavan manipulointi voi auttaa yksilöitä tunnistamaan puuttuvat muuttujat. Jos kohteen korkeus järjestelmässä on tuntematon, kaava voidaan muuttaa arvoon h = PE/mg, jolloin korkeus on yhtä suuri kuin potentiaalienergia jaettuna kohteen massalla ja painovoimavakiolla. Koska g: llä on yhtälössä vakioarvo, sitä ei usein tarvitse ratkaista, ellei kohde ole paikassa, jossa vetovoima eroaa.