Potentielle Energie ist ein Konzept, das einfacher als „gespeicherte Energie“ verstanden werden kann. Es ist Energie, die in einem physikalischen System gespeichert ist, normalerweise als Ergebnis der Position eines Objekts. Beispiele für potenzielle Energie sind solche, die mit Schwerkraft, Elastizität, Chemie, Elektrizität und thermischer Energie zu tun haben.
Eine Möglichkeit, Energie zu erklären, besteht darin, dass sie immer in eine von zwei Formen fällt: potentiell und kinetisch. Einige Wissenschaftler lehnen diese Erklärung als zu vereinfacht oder künstlich ab, aber sie ist nützlich, um einige allgemeine Prinzipien zu erklären. Kinetische Energie bezieht sich auf Bewegung. Potentielle Energie ist die in einem stationären Objekt gespeicherte Energie. Dies zu verstehen kann erklären, wie Energie weiter existiert, auch wenn ihre Auswirkungen nicht sichtbar sind.
Eines der am einfachsten zu verstehenden Beispiele für potentielle Energie ist die elastische potentielle Energie. Dies kann durch Zurückziehen einer Schleife veranschaulicht werden. Da die Form der Bogensehne vorübergehend verformt wird, versucht sie beim Loslassen in ihre ursprüngliche Form zurückzukehren und erzeugt so die Energie, die den Pfeil antreibt. Bis zum Loslassen des Bogens liegt diese Energie als elastische potentielle Energie vor.
Ein weiteres gängiges Beispiel für potentielle Energie ist die Gravitationsenergie. Ein fallendes Objekt wird dank kinetischer Energie beschleunigt. Wenn das Objekt den Boden berührt, wird dieselbe Energiemenge bei der Kollision als Wärme und Schall freigesetzt. Bevor das Objekt fällt, wird diese Energiemenge jedoch als potentielle Energie gespeichert.
Die Menge der Gravitationsenergie hängt sowohl von der Masse des Objekts als auch von der Höhe ab, auf der es ruht. Wenn Sie ein Buch von einem Regal in ein höheres Regal verschieben, erhöht sich die potenzielle Energie des Buches. Es mag verwirrend erscheinen, dass das gleiche Buch seine potentielle Energie ohne physikalische Veränderungen erhöhen kann. Die Zunahme der potentiellen Energie wird jedoch von der Energie herrühren, die Sie aufwenden, um das Buch höher zu heben.
Chemische potentielle Energie existiert in der Art und Weise, wie Atome oder Moleküle gebildet werden. Diese Energie wird dann freigesetzt und umgewandelt, wenn der Stoff an einer chemischen Reaktion beteiligt ist. Wenn beispielsweise ein Brennstoff verbrannt wird, wird seine potentielle chemische Energie in Wärme umgewandelt.
Elektrische potentielle Energie gibt es in verschiedenen Formen. Ein elektrisch geladenes Objekt im Ruhezustand hat potentielle Energie, die sich auf andere nahe gelegene Objekte bezieht, die ebenfalls elektrisch geladen sind. Eine Variante davon ist für geladene Objekte, die sich nicht in Ruhe befinden; in dieser Situation gibt es magnetische potentielle Energie. Von allen potentiellen Energiebeispielen ist das vielleicht spektakulärste durch elektrisch geladene Teilchen im Inneren eines Atomkerns, die potentielle Kernenergie enthalten.