Potensiell energi – regn ut fallenergi (Ep = mgh)
Skriv inn masse og høyde, så får du den potensielle energien i joule og kWh, og farten gjenstanden ville fått ved å falle. Du kan også regne ut energien i vann som faller gjennom et kraftverk.
Resultat
Slik er det regnet ut
- Ep = m · g · h = 1 000 kg · 9,81 m/s² · 100 m = 981 000 J
- = 981 kJ = 0,2725 kWh
Formel
m = Ep ÷ (g · h)
h = Ep ÷ (m · g)
Fart etter fall: v = √(2 · g · h)
Slik regner du ut potensiell energi
Potensiell energi, også kalt stillingsenergi eller fallenergi, er energien noe har fordi det befinner seg i en høyde: Ep = m · g · h. Med massen i kg, g = 9,81 m/s² og høyden i meter får du svaret i joule. En kubikkmeter vann veier 1 000 kg. Ligger den 100 meter over turbinen, er den potensielle energien 1 000 · 9,81 · 100 = 981 000 J, eller 0,2725 kWh.
Snu formelen
- Masse: m = Ep ÷ (g · h). 10 kJ i 5 meters høyde tilsvarer 203,9 kg.
- Høyde: h = Ep ÷ (m · g). 1 000 J i en masse på 2 kg tilsvarer 50,97 meter.
Nullnivået velger du selv
Potensiell energi måles alltid i forhold til et nullnivå, for eksempel gulvet, bakken eller havflaten. Det er bare høydeforskjellen som har noe å si. Ligger noe under nullnivået, blir den potensielle energien negativ. Velg nullnivået der det gjør regningen enklest, ofte i det laveste punktet.
Fra stillingsenergi til bevegelsesenergi
Når noe faller, går den potensielle energien over til kinetisk energi. Uten luftmotstand er m · g · h = ½ · m · v², og farten nederst blir v = √(2 · g · h). Faller noe 100 meter, blir farten 44,29 m/s, eller 159,5 km/t. Fallet i seg selv kan du regne på med fritt fall-kalkulatoren.
Vannkraft
Det meste av strømmen i Norge kommer fra vannkraft, som er potensiell energi i vann høyt oppe i fjellet. Én kubikkmeter vann som faller 100 meter, gir teoretisk 0,2725 kWh. Med en virkningsgrad på 90 % i turbin og generator blir det 0,2452 kWh. For å lage 1 kWh trengs da 4,077 m³ vann ved 100 meters fallhøyde. Et kraftverk med 500 meters fallhøyde får fem ganger så mye ut av hver kubikkmeter. Derfor er høye fall så verdifulle. Tapet i kraftverket kan du regne på med virkningsgradkalkulatoren.
Andre former for potensiell energi
Energi kan også lagres i en fjær som strekkes eller presses sammen (½ · k · x²), i et elektrisk felt og i kjemiske bindinger. Felles for dem er at energien er lagret og kan frigjøres senere. Arbeidet som trengs for å løfte noe, er lik økningen i potensiell energi, se arbeidskalkulatoren. Alle energiformene finner du i energikalkulatoren.
Spørsmål og svar
Hva er formelen for potensiell energi?
Ep = m · g · h, der m er massen i kg, g = 9,81 m/s² og h er høyden i meter. Svaret blir i joule.
Hva er fallenergi?
Fallenergi er et annet ord for potensiell energi i tyngdefeltet: energien som frigjøres når noe faller en høyde h, m · g · h.
Hvor mye energi er det i 1 m³ vann som faller 100 meter?
981 000 J, som er 0,2725 kWh før tap i kraftverket.
Kan potensiell energi være negativ?
Ja, hvis gjenstanden er under nullnivået du har valgt. Det er bare endringen i potensiell energi som har fysisk betydning.
Fikk du svaret du trengte?
Takk! Lagre kalkulatoren med stjernen, så finner du den raskt neste gang.