위치에너지(Potential Energy)는 퍼텐셜 에너지으로도 불리며 기준면에 대하여 높이를 가진 모든 물체가 갖고 있는 에너지이다. 위치에너지의 크기는 물체의 질량이 클수록, 높이가 높을수록 커진다. 단위는 줄(J)을 사용한다.[1]
개요
위치에너지는 물체가 그 위치에서 잠재적으로 지니는 에너지로 중력 등의 포텐셜 힘의 작용을 받고 있을 때 정지된 물체의 에너지는 그 위치에 따라 다르며 이처럼 물체의 위치에 따라 정해지는 에너지를 말한다. 질량 m의 물체를 P의 위치에서 h만큼 높은 위치 P로 옮기기 위해서는 mgh의 에너지를 외부에서 주지 않으면 안되고 이 에너지는 물체를 P에 정지된 상태에서 인력에 거슬러 P에 정지된 상태로 옮기는 데 필요한 것이며 점 P에 있는 물체는 점 P에 있을 때보다 mgh만큼 큰 위치에너지를 가진다. 위치 에너지의 값은 다른 위치에서의 값에 대한 차만이 의미가 있다. 댐의 물이 낙하하여 터빈을 회전시키면 전기 에너지가 발생하는데, 이 전기 에너지는 댐의 물의 위치 에너지가 그 형태를 바꾼 것이다. 수평면 위에서는 마찰력에 거슬러서 물체의 위치를 바꾸어도 물체의 위치 에너지는 증감하지 않는다. 이때 외부에서 주지 않으면 안되는 에너지는 물체의 이동 경로의 거리에 따르며 처음과 끝의 위치만으로 결정되지는 않는다. 이에 대해 외력의 작용을 받는 정지된 물체의 위치를 점 r에서 점 r까지 옮기는 데 외부에서 가해야 할 에너지가 두 점의 위치에 의해서만 결정되는 경우가 많다.[2] 위치에너지 용어는 19세기에 스코틀랜드의 물리학자인 윌리엄 랭킨이 처음 사용하였다.[3]
종류
중력위치에너지
탄성위치에너지
만유인력위치에너지
각주
참고자료
같이 보기
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