Potentsiaalne energia on energia mis objektil on oma positsiooni tõttu teiste objektide suhtes. Seda nimetatakse potentsiaal sest sellel on potentsiaal muundada teisteks energiavormid, nagu näiteks kineetiline energia. Potentsiaalset energiat määratletakse tavaliselt võrrandites suurtähega U või mõnikord PE-ga.
Potentsiaalne energia võib viidata ka muudele salvestatud energia vormidele, näiteks energiast neto elektrilaeng, keemilised sidemed või sisemised pinged.
Potentsiaalse energia näited
Laua peal asuval kuul on potentsiaalne energia, mida nimetatakse gravitatsioonipotentsiaalienergiaks, kuna see pärineb kuuli positsioonist gravitatsiooniväljas. Mida massiivsem on objekt, seda suurem on selle gravitatsioonipotentsiaal.
Potentsiaalset energiat on ka tõmmatud vibul ja kokkusurutud vedrul. See on elastne potentsiaalne energia, mis tuleneb objekti venitamisest või kokkusurumisest. Elastsete materjalide korral suurendab venituse suurendamine salvestatud energia hulka. Vedrudel on venitatud või kokkusurutud energia.
Keemilistel sidemetel võib olla ka potentsiaalset energiat, mis tuleneb elektronidest, mis liiguvad aatomitest lähemale või kaugemale. Elektrisüsteemis väljendatakse potentsiaalset energiat Pinge.
Potentsiaalse energia võrrandid
Kui tõstad a massm kõrval h meetrit, selle potentsiaalne energia on mgh, kus g on gravitatsioonist tulenev kiirendus: PE = mgh.
Vedru jaoks arvutatakse potentsiaalne energia järgmiselt: Hooke'i seadus, kus jõud on võrdeline venituse või surve pikkusega (x) ja vedrukonstandiga (k): F = kx.
Seega on elastse potentsiaalse energia võrrand PE = 0,5 kx2