Energia potencial

En física, l'energia potencial és l'energia que un objecte posseeix a causa de la seva posició en un camp de forces o que un sistema té a causa de la configuració de les seves parts.^[1][2] Els tipus d'energia potencial més comuns són l'energia potencial gravitatòria d'un objecte (que depèn de la seva posició vertical i de la seva massa), l'energia potencial elàstica d'una molla estesa i l'energia potencial elèctrica d'una càrrega en un camp elèctric. La unitat de mesura del Sistema Internacional d'Unitats per l'energia és el joule (J).

Energia potencial

En el cas d'un arc compost, l'energia es converteix d'energia potencial del braç de l'arquer en energia potencial emmagatzemada en l'arc corbat. Quan es deixa anar per llançar la fletxa, l'energia potencial de l'arc es transfereix a través de la goma i esdevé energia cinètica en la fletxa quan comença a volar.
Tipus	forma d'energia
Símbol	Ep o U
Unitats	joule (J)
Derivacions a partir d'altres quantitats	U = m · g · h (gravitatòria) U = ½ · k · x² (elàstica) U = C · V² / 2 (elèctrica) U = -m · B (magnètica)
Fórmula	${\displaystyle V=-\int {\boldsymbol {F}}\cdot \mathrm {d} {\boldsymbol {r}}}$

El terme «energia potencial» fou introduït per l'enginyer i físic escocès del segle xix William Rankine,^[3][4] encara que té relació amb el concepte del filòsof grec Aristòtil sobre la potencialitat. L'energia potencial s'associa amb les forces que actuen sobre un cos de tal manera que això només depèn de la posició del cos en l'espai; aquestes forces poden ser representades per un vector en qualsevol punt de l'espai formant el que es coneix com a camp vectorial de forces o camp de forces.

Si el treball d'un camp de forces que actua sobre un cos que es mou d'una posició inicial a una posició final queda determinat solament per aquestes dues posicions –i, per tant, no depèn de la trajectòria del cos– llavors existeix una funció anomenada energia potencial que pot ser avaluada a les dues posicions per determinar-ne el treball.

Referències

1. Jain, Mahesh C.. «Fundamental forces and laws: a brief review». A: Textbook Of Engineering Physics, Part 1 (en anglès). PHI Learning Pvt. Ltd., p. 10. ISBN 9788120338623.
2. McCall, Robert P.. «Energy, Work and Metabolism». A: Physics of the Human Body (en anglès). JHU Press, 2010, p. 74. ISBN 978-0-8018-9455-8.
3. William John Macquorn Rankine (1853) "On the general law of the transformation of energy," Proceedings of the Philosophical Society of Glasgow, vol. 3, no. 5, pàgs. 276-280; reimprès a: (1) Philosophical Magazine, series 4, vol. 5, no. 30, pages 106-117 (febrer 1853); i (2) W. J. Millar, ed., Miscellaneous Scientific Papers: by W. J. Macquorn Rankine, ... (Londres, Anglaterra: Charles Griffin and Co., 1881), part II, pàgs. 203-208 (anglès)
4. Smith, Crosbie. The Science of Energy - a Cultural History of Energy Physics in Victorian Britain (en anglès). The University of Chicago Press, 1998. ISBN 0-226-76420-6.