Potansiyel Enerji Nedir? Nasıl Hesaplanır?

Hareketsiz bir cisimdeki gizli enerjiye potansiyel enerji denir ve iki enerji türünden biridir. Kinetik enerji ise hareketli bir cisimde açığa çıkan enerjidir. Potansiyel enerji, fizik ile ilgili tartışmalarda öne çıkan bir kavramdır ve evreni tanımlarken kullandığımız formüllerdeki en önemli değişkenlerden biridir.

Potansiyel enerji, birkaç karmaşık tarafı olsa da esasen kendi tanımına uyuyor. Bir cismin asıl potansiyel enerjisi diğer cisimlere göre olan konumuna bağlıdır. Örneğin, bir tuğlanın potansiyel enerjisi iki katlı bir binanın tepesindeyken daha fazladır. Bunun sebebi tuğlanın Dünya’dan ne kadar uzak bir konumdaysa o kadar fazla enerji barındırır. Yan yana duran iki tuğla birbirlerine fazladan enerji vermez çünkü kendilerine uygulanan bir kuvvet yoktur.

Aynı kural herhangi bir boyutta, mesela galaktik veya atomik boyutta, uygulanabilir. Atomlar potansiyel enerji barındırırlar fakat sürekli hareket halinde oldukları için barındırdıkları potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür.



Potansiyel Enerji Nasıl Hesaplanır?
Enerji, bir cismin veya sistemin iş yapabilme kabiliyetine tekabül eder. Mekanik, termal, kimyasal ve nükleer olmak üzere birçok enerji çeşidi vardır. İlk cümlede bahsettiğimiz iş, bir cismin başka bir cisme enerji aktarımıdır ve kinetik enerjiye ilişkindir. Güç ise iki veya daha fazla cismin birbirlerine aktardığı enerji oranıdır. Bu kavramlar birbirleriyle bağlantılıdırlar. Bir kavramı anlamak için diğer kavramları anlamak gerekir.


Enerji ve iş ‘‘joule’’ ile ölçülür.. Bu birimin ismi enerji aktarımı formüllerini anlamlandıran fizikçi James Prescott Joule’den geliyor. Enerji ve iş aynı birimle ölçülür. Çünkü ikisi bir nevi aynı şeyler. İş, hareket halindeki enerjiye denir. Güç ise ‘‘watt’’ ile ölçülür. Bu birimin ismi İskoçyalı mucit James Watts’tan gelir. Watt miktarı üretilen ısının ölçüsüdür. Enerji aktarımı olduğunda ısı üretilir. Enerji aktarımı ne kadar hızlı olursa o kadar çok ısı üretilir.



Bu etkileşimi ellerinizle canlandırabilirsiniz. Hava soğuk olduğunda, sağ elinizle sol elinizi birbirine sürtüp ısı üretebilirsiniz. Ellerinizin ne kadar hızlı titreşebileceğini hayal edin. Ne kadar çok enerji kullanılırsa o kadar çok iş yapılmış demektir. Yani iş daha çok güç gerektirir, böylece daha çok ısı üretilir.

Bir cismin potansiyel enerjisi, o cismin iş yapabilme, ısı ve güç üretebilme potansiyelinin ölçülmesidir. Bundan dolayı bir cismin kütlesinin, Dünya’ya uzaklığının, elektrik yükünün, diğer cisimlere olan uzaklığının ve iç mekanik enerjisinin toplamı o cismin potansiyel enerjisine tekabül eder. Basit bir şekilde bu formül şöyle gösterilebilir: Potansiyel Enerji = mgh, buradaki m kütle, kilogram ile ölçülür; g yerçekiminin sebep olduğu ivme (Dünya’nın yüzeyinde 9.8 m/s^2); h ise yüksekliktir, metre ile ölçülür.

Eren Güneysu