Potentiële energie

Joost stelde deze vraag op 28 november 2021 om 12:20.

Hoi ;)

Ik begrijp niet wanneer de potentiële energie nu toeneemt of afneemt want bij zwaarte-energie is het als je omhoog gaat dat hij dan toeneemt en omlaag afneemt maar hoe kun je dit weten bij veerenergie, warmte-energie en chemische energie?

 

Reacties

Jan van de Velde op 28 november 2021 om 12:32
Dag Joost,

Elke vorm van energie is in wezen "potentieel" ("de mogelijkheid is er", "het kan") , want dat betekent feitelijk dat het "kan" worden omgezet in een andere vorm van energie. En de wet van behoud van energie vertelt ons dat dat voor elke energievorm geldt. 

Dat "potentieel" wordt verder eigenlijk bijzonder inconsequent gebruikt, mijn excuses namens alle natuurkundigen. Dus staar je op dat woord niet blind. 

Maar wat betreft die toe- of afname, een denkhulpje: 

Bedenk dat voorwerp of stof X van toestand 1 naar toestand 2 gaat. De energie van X is dan AFgenomen als je via die toestandsverandering er iets anders warmer mee hebt kunnen maken, of mee in beweging hebt kunnen zetten.

Groet, Jan
Joost op 28 november 2021 om 12:44
Ah dankuwel dat werkt goed 😀 alleen heb ik een geval waarin ik niet weet hoe ik hem moet toepassen: het uitrekken van een veer neemt de potentiële kracht van de veer dan toe of af?
Theo de Klerk op 28 november 2021 om 12:47
Je kijkt altijd naar het verschil tussen begin- en eindsituatie. Energie komt erbij of gaat eraf doordat arbeid wordt verricht:  W = F.s cos φ . Je kunt negatieve arbeid verrichten (dan krijg je er energie bij). Dat betekent dat een ander systeeem dezelfde positieve arbeid verricht (en energie verliest).

Bij zwaartekracht heeft "hoger" een grotere energie dan "lager" want de kracht F (naar beneden gericht) is tegengesteld aan s (omhoog) dus cos φ = -1.  Daarmeee is  W = -F.s = - mgh
Dan geldt voor de zwaartekracht nieuwe energie = oude energie - verrichte arbeid = oude energie + mgh
(de zwaartekrachtenergie neemt toe, jijzelf die iets optilt, verricht positieve arbeid en verliest die energie)

Bij een veer is het net zo. Uitrekken:  W = F.s   Kracht en richting weer tegengesteld. Bovendien is de kracht niet gelijk maar neemt toe met de uitrekking. Als gemiddelde kun je zeggen F = 1/2 Cumax
Daarmee is de arbeid verricht door de veer W = Fs = - (Cu)gemiddeld .u  = - 1/2 Cu. u = - 1/2 Cu2
Die arbeid is negatief, dus de veer-energie neemt toe.
(Jij trekt aan die veer en levert evenveel positieve arbeid. In jouw geval trek je in dezelfde richting als de uitrekking, du W = Fs = + 1/2 Cu2)

Bij warmte energie en chemische energie precies hetzelfde.  Heeft het nieuwe systeem meer energie doordat je warmte toevoegt?  Of komt het juist vrij en verlies het systeem energie?

Het is allemaal relatief. Energie is behouden. Veranderingen gaan door uitwisseling van arbeid. Zoals geldoverschrijvingen tussen bankrekeningen. Vanuit het gezichtspunt van de een verlaag je de energie, vanuit het gezichtspunt van de ander krijgt die er energie bij.
Jan van de Velde op 28 november 2021 om 12:48
  • leg die veer op tafel met een massablokje eraan.
  • rek hem uit. 
  • laat los
  • waarneming: blokje gaat bewegen (= krijgt bewegingsenergie)
  • conclusie: dus van uitgerekte- naar rusttoestand neemt de veerenergie af, en  mutatis mutandis: van rusttoestand naar uitgerekte toestand moet de veerenergie toenemen.
Joost op 28 november 2021 om 17:24
  • Als de veer van uitgerekt naar evenwicht gaat, verricht de veer positieve arbeid en neemt de potentiële energie af.
  • Als de veer van evenwicht naar uitgerekt gaat, verricht de veer negatieve arbeid en neemt de potentiële energie toe.
  • Als de veer van ingedrukt naar evenwicht gaat, verricht de veer positieve arbeid en neemt de potentiële energie af.
  • Als de veer van evenwicht naar ingedrukt gaat, verricht de veer negatieve arbeid en neemt de potentiële energie toe.
Klopt mijn overzichtje?
Jan van de Velde op 28 november 2021 om 17:35
Als je met "potentiële energie" de energie van de veer bedoelt, ja, dan klopt dat. 

Maar vermijd dus liever die term "potentiële energie", want die dient nader gespecificeerd.
Immers, die energie kwam elders vandaan, waardoor elders de (potentiële) energie afnam, of ging elders heen, waardoor elders de (potentiële) energie toenam. 

Er is niks mis met bewoordingen als veer-energie, hoogte-energie enz. Integendeel.

(tussen haakjes: waarom stelde je deze vraag onder de categorie kernfysica?)

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Roos heeft vierentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)