Potenciální energie je energie, kterou má těleso v důsledku své polohy.
Např. v silovém poli. Proto je potenciální energie nazývána také jako polohová energie.
Potenciální energii může mít např. těleso v gravitačním poli, nabitá částice
v elektrostatickém poli aj. V takovýchto případech pak hovoříme o potenciální
energii tíhové či potenciální energii elektrostatické.
Mírou potenciální energie je práce, kterou by muselo těleso vykonat při přechodu z dané
polohy do nekonečna, kde by se potenciální energie rovnala nule Ep = 0. Např.
když v zemském gravitačním poli zvedneme rovnoměrným pohybem těleso o hmotnost m do výšky
h nad povrch Země, vykonáme mechanickou práci
A = g . h
a potenciální energie bude činit
Ep = m . g . h
Těleso v uvažovaném případě získalo potenciální energii tíhovou. V tomto idealizovaném
případě předpokládáme, že s výškou se nemění g (gravitační zrychlení) a že na povrchu Země
(h = 0) je Ep = 0.
Zákon zachování mechanické energie
Podívejme se, jak se mění kinetická a potenciální energie např. během volného pádu.
Odpor vzduchu přitom zanedbáme. Ve výšce h v čase t0 je Ep maximální
a kinetická energie nulová. Při dopadu
na Zem se v čase t1 situace změní. Polohová energie tělesa bude nulová a naopak kinetická
energie maximální.
Podle zákona zachování mechanické energie latí, že při všech mechanických dějích
probíhajících v izolované soustavě těles se mění potenciální energie na energii kinetickou
a naopak, přičemž jejich součet je stálý. S přeměnou Ek na Ep či
Ep na Ek je spojena mechanická práce.
