Potentielle Energie

In der Mechanik versteht man unter der potenziellen Energie die Lageenergie. Jeder ruhende, massebehaftete Körper in einem Kraftfeld besitzt potenzielle Energie. Die potentielle Energie ist gleich der kinetischen Energie, die das Objekt gewänne, wenn es der Kraft folgen, d.h. sich frei bewegen könnte.

In einem geschlossenen System gilt zu jedem Zeitpunkt der Energieerhaltungssatz:

$E_{pot}+E_{kin}={konstant}$

• E_pot - Potenzielle Energie
• E_kin - Kinetische Energie

Ein alltägliches Beispiel ist die Position eines Objekts im Gravitationsfeld der Erde, z.B. eine auf einem Tisch liegende Kugel. Rollt sie über den Tischrand, beschleunigt sie bis zum Boden, d.h. gewinnt kinetische Energie; bei ihrem Aufschlag wiederum wird normalerweise ihre gewonnene kinetische Energie durch Reibungsverluste in Wärmeenergie umgesetzt.

Potenzielle Energie im Gravitationsfeld der Erde

$E_{pot}=F_{G}\cdot h=m\cdot g\cdot h$

• F_G - Gewichtskraft
• m - Masse
• g - Fallbeschleunigung auf der Erde (9,81 m/s²)
• h - Höhe des Objektes über dem Boden

Potenzielle Energie einer gespannten Feder

$E_{pot}={1 \over 2}\cdot D\cdot x^{2}$

• D = Federkonstante
• x = Auslenkung der Feder aus der Ruhelage