Δυναμική ενέργεια: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Ως '''δυναμική ενέργεια''' ορίζεται η [[ενέργεια]] που κατέχει ένα σώμα, ή σύστημα, λόγω της θέσεως (σε σχέση με κάποια άλλη), ή της κατάστασής του. Μονάδα μέτρησης της δυναμικής ενέργειας είναι το [[Τζάουλ]].

 

Είναι δηλαδή η δυνατότητα ενός σώματος, ή συστήματος να παράγει [[Έργο (φυσική)|έργο]] επειδή βρίσκεται μέσα σε κάποιο [[πεδίο δυνάμεων]]. Συγκεκριμένα, η δυναμική ενέργεια διακρίνεται σε "ενέργεια θέσεως" (π.χ. ένα σώμα σε πεδίο [[βαρύτητα]]ς που έχει τη δυνατότητα να κινηθεί σε χαμηλότερη θέση παράγοντας έργο) π.χ. ποταμός, και "ενέργεια μορφής", που εμφανίζεται όταν συστρέφουμε, συμπιέζουμε, τεντώνουμε ή λυγίζουμε ένα υλικό αλλάζοντας τη φυσική του μορφή (π.χ. το συσπειρωμένο ελατήριο ή τεντωμένο λάστιχο). Στη δεύτερη αυτή περίπτωση, το σώμα μπορεί να παράγει έργο επανερχόμενο στη "φυσική" του μορφή.

 

Στην περίπτωση ενός ομογενούς δυναμικού πεδίου, δηλαδή ενός πεδίου όπου η ένταση είναι σταθερή σε όλη την έκτασή του, η δυναμική ενέργεια ενός σώματος ορίζεται ως το γινόμενο της [[δύναμη (φυσική)|δύναμης]] που ασκείται επάνω του επί την απόστασή του από το σημείο του πεδίου, όπου θεωρούμε συμβατικά ότι η δυναμική ενέργεια έχει μηδενική τιμή:

 

όπου F = δύναμη του πεδίου που ασκείται στο σώμα, h = απόσταση από το σημείο με μηδενική δυναμική ενέργεια. Εάν το πεδίο δεν είναι ομογενές, δηλαδή η δύναμη μεταβάλλεται κατά μέτρο και φορά από σημείο σε σημείο, ο παραπάνω ορισμός ισχύει μόνο τοπικά, δηλαδή μας δίνει τη ''μεταβολή'' της δυναμικής ενέργειας για μια απειροστή μετακίνηση μέσα στο πεδίο, κατά την οποία η δύναμη είναι περίπου σταθερή. Η συνολική μεταβολή της δυν. ενέργειας δίνεται από το άθροισμα τέτοιων απειροστών μετατοπίσεων (ολοκλήρωμα) μεταξύ δύο θέσεων (από τις οποίες η μία μπορεί να είναι το σημείο όπου ορίσαμε μηδενική τη δυναμική ενέργεια). Για να έχει νόημα η δυναμική ενέργεια, πρέπει ο παραπάνω υπολογισμός να μην εξαρτάται από τη διαδρομή που ακολουθήσαμε μεταξύ των δύο σημείων. Ένα δυναμικό πεδίο με την ιδιότητα αυτή ονομάζεται '''συντηρητικό''' ή '''διατηρητικό'''.

 

Η Κινητική και η Δυναμική ενέργεια θεωρούνται ως οι δύο μορφές της Μηχανικής ενέργειας. Κατά την κίνηση ενός σώματος ή φορτίου σε συντηρητικό πεδίο δυνάμεων, και εφόσον δεν υπάρχουν τριβές, η δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια και το αντίστροφο, το άθροισμά τους όμως είναι πάντα σταθερό και ίσο με τη μηχανική ενέργεια που αρχικά είχε το σώμα.

{{επέκταση}}