L’energia potenziale è l’energia immagazzinata di posizione. Può essere pensato come energia che viene “immagazzinata” da qualsiasi sistema fisico. È chiamato potenziale perché, nella sua forma attuale, non sta facendo alcun lavoro o causando alcun cambiamento nell’ambiente circostante. Tuttavia, ha il potenziale per essere convertito in diverse forme di energia, come l’energia cinetica. L’unità standard per misurare tale energia è il joule.
Quando un oggetto viene spostato dalla sua posizione originale e c’è energia che lo riporta in quella posizione, l’energia potenziale tende a esistere. Una palla all’estremità di una molla, ad esempio, ha energia che verrà convertita in energia cinetica quando gli sarà permesso di tornare alla sua posizione originale. Un peso tenuto sopra il suolo, una volta rilasciato, avrà energia potenziale poiché la gravità lo riporta nella sua posizione originale.
Uno dei principali principi di questo tipo di energia è la legge di conservazione dell’energia, che afferma che l’energia non può essere né creata né distrutta. L’energia spesa per sollevare un oggetto o comprimere una molla non semplicemente scompare, viene “immagazzinata” come energia potenziale. Viene quindi rilasciato come energia cinetica da una forza di ripristino. L’energia in ingresso è uguale all’energia in uscita; non c’è guadagno o perdita di energia complessiva.
Esistono molti tipi diversi di energia potenziale. L’energia potenziale elastica esiste quando un oggetto elastico, come un arco o un elastico, viene allungato o deformato in altro modo sotto stress. L’energia chimica potenziale è correlata ai legami chimici in una molecola. Nelle reazioni chimiche, l’energia potenziale chimica viene trasformata in altre forme di energia quando i legami vengono rotti e riformati. L’energia elettrica potenziale assume tre forme primarie: elettrostatica, elettrodinamica e nucleare.
L’energia potenziale elettrostatica esiste quando una particella carica è a riposo. Ha energia potenziale a causa della sua posizione rispetto ad altre particelle cariche. L’energia elettrodinamica potenziale esiste a causa del movimento di particelle cariche. Queste particelle possono formare un campo elettromagnetico che ha il potenziale per spostare altri oggetti. L’energia nucleare potenziale esiste a causa delle relazioni tra le particelle subatomiche, come protoni, elettroni e neutroni, nel nucleo degli atomi.