L’energia potenziale è un concetto che può essere più semplicemente inteso come “energia immagazzinata”. È energia immagazzinata all’interno di un sistema fisico, solitamente come risultato della posizione di un oggetto. Esempi di energia potenziale includono quelli che hanno a che fare con la gravità, l’elasticità, la chimica, l’elettricità e l’energia termica.
Un modo per spiegare l’energia è che cade sempre in una delle due forme: potenziale e cinetica. Alcuni scienziati contestano questa spiegazione come troppo semplificata o artificiale, ma è utile per spiegare alcuni principi generali. L’energia cinetica è quella relativa al movimento. L’energia potenziale è quella immagazzinata all’interno di un oggetto stazionario. Comprendere questo può spiegare come l’energia continui a esistere anche quando i suoi effetti non possono essere visti.
Uno degli esempi di energia potenziale più facili da capire è l’energia potenziale elastica. Questo può essere illustrato tirando indietro un arco. Poiché la forma della corda dell’arco è temporaneamente deformata, quando viene rilasciata tenterà di tornare alla sua forma originale, producendo così l’energia che spinge la freccia. Fino a quando l’arco non viene rilasciato, questa energia esiste come energia potenziale elastica.
Un altro degli esempi comuni di energia potenziale è l’energia gravitazionale. Un oggetto che cade accelererà grazie all’energia cinetica. Quando l’oggetto colpisce il suolo, questa stessa quantità di energia verrà rilasciata sotto forma di calore e suono nella collisione. Tuttavia, prima che l’oggetto cada, questa quantità di energia viene immagazzinata come energia potenziale.
La quantità di energia gravitazionale dipenderà sia dalla massa dell’oggetto che dall’altezza alla quale si trova. Se sposti un libro da uno scaffale a uno più alto, l’energia potenziale del libro aumenterà. Può sembrare confuso che lo stesso libro possa aumentare la sua energia potenziale senza alcun cambiamento fisico. Tuttavia, l’aumento di energia potenziale verrà da e sarà uguale all’energia che spendi per sollevare il libro più in alto.
L’energia potenziale chimica esiste nel modo in cui si formano atomi o molecole. Questa energia viene poi rilasciata e trasformata quando la sostanza è coinvolta in una reazione chimica. Ad esempio, quando un combustibile viene bruciato, la sua energia potenziale chimica viene convertita in calore.
L’energia potenziale elettrica si presenta in diverse forme. Un oggetto con carica elettrica a riposo ha energia potenziale che si riferisce ad altri oggetti vicini che sono anch’essi carichi elettricamente. Una variante di questo è per oggetti carichi che non sono a riposo; in questa situazione c’è energia potenziale magnetica. Di tutti gli esempi di energia potenziale, forse il più spettacolare è attraverso particelle caricate elettricamente all’interno di un nucleo atomico, che contengono energia potenziale nucleare.