พลังงานศักย์

triangle blue
พลังงานศักย์

พี่นีโอมาช่วยแล้ว!! ก่อนสอบ Mid-term แบบนี้เรามาทบทวนบทเรียนไปด้วยกันครับ พี่นีโอเลือกบทเรียนเด็ด ๆ มาให้น้อง ๆ ได้อ่านกันอย่างหนำใจเลย วันนี้ขอเสนอ “พลังงานศักย์” เนื้อหาที่น้อง ๆ จะได้รับจากบทความนี้คือ พลังงานศักย์ พลังงานศักย์โน้มถ่วง และ พลังงานศักย์ยืดหยุ่น คืออะไร? รวมไปถึงสูตรของแต่ละพลังงานและตัวอย่างโจทย์ครับ

พลังงานศักย์ คืออะไร?

ก่อนอื่นเราต้องทำความรู้จักกับ “พลังงานศักย์” กันก่อนนะครับ เพราะพลังงานนี้สามารถแบ่งแยกได้เป็น 2 ชนิด คือ พลังงานศักย์โน้มถ่วง และพลังงานศักย์ยืดหยุ่นนั่นเอง ซึ่งพลังงานศักย์ หรือในภาษาอังกฤษเรียกว่า Potential energy นั้น มันคือพลังงานที่สะสมในวัตถุอันเนื่องมาจากตำแหน่งของวัตถุครับ

พลังงานศักย์โน้มถ่วง คืออะไร?พลังงานศักย์

พลังงานศักย์โน้มถ่วง (Gravitational Potential Energy) เป็นพลังงานศักย์ที่สะสมในวัตถุ เมื่ออยู่บน ที่สูง พลังงานศักย์โน้มถ่วงจะมีค่ามาก หรือ ค่าน้อย ขึ้นอยู่กับมวลและตำแหน่งแนวดิ่ง เช่น การตกจากที่สูงของผลไม้ (มะพร้าว) การที่คนยืนอยู่บนที่สูง การปล่อยตุ้มตอกเสาเข็มเป็นต้น ซึ่งการหาค่าของพลังงานศักย์โน้มถ่วงจะหาได้จากงานเนื่องจากแรงดึงดูดของโลกที่กระทำต่อวัตถุเมื่ออยู่บนที่สูง มีสูตรดังนี้ครับ

Ep = mgh 

เมื่อ Ep คือ พลังงานศักย์โน้มถ่วงมีหน่วย เป็นจูล (J)

        m  แทน มวลของวัตถุ มีหน่วยเป็นกิโลกรัม (kg)

        g   แทน ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก มีค่าราว 9.8 เมตรต่อวินาทีกำลังสอง (m/s2)

        h   แทน ระยะหรือความสูงจากระดับอ้างอิง  มีหน่วยเป็นเมตร (m)

ยกตัวอย่างเช่น ลูกมะพร้าวมวล 5 กิโลกรัม อยู่บนที่สูง 20 เมตรจากพื้นโลก (กำหนดให้ g มีค่าเท่ากับ 9.8 m/s2) ค่าพลังงานศักย์โน้มถ่วงของมะพร้าวลูกนี้มีค่าเท่ากับ:

จากสูตร  Ep = mgh

เเทนค่า    Ep = 5 x 9.8 x 20

             = 980 จูล (J)

พลังงานศักย์

พี่นีโอขอแถมตัวอย่างโจทย์ให้น้อง ๆ อีกหนึ่งข้อเพื่อเพิ่มความเข้าใจในบทเรียนเรื่อง พลังงานศักย์โน้มถ่วง ครับ

โจทย์มีอยู่ว่า วัตถุหนึ่งมีมวล 75 กิโลกรัม (kg) ตั้งอยู่บนที่สูง 25 เมตร (m) อยากทราบว่าวัตถุมีพลังงานศักย์โน้มถ่วงเท่าใด (กำหนดให้ g มีค่าเท่ากับ 9.8 m/s2) มาดูวิธีการคำนวณโจทย์ด้านล่างนี้ได้เลยครับ

จากสูตร  Ep = mgh

เเทนค่า    E= 75 x 9.8 x 25

            Ep = 18,375 จูล (J)

            Ep = 18.375 จูล (kJ)

คำตอบของโจทย์ข้อนี้คือ วัตถุมีพลังงานศักย์โน้มถ่วง 18,375 จูล หรือ 18.375 กิโลจูล

พลังงานศักย์ยืดหยุ่น คืออะไร?พลังงานศักย์

พลังงานศักย์ยืดหยุ่น (Elastic Potential Energy) เป็นพลังงานที่สะสมอยู่ในวัตถุที่ยืดหยุ่นได้ เช่น สปริง และน้อง ๆ สามารถหาพลังงานศักย์ยืดหยุ่นได้จากสมการนี้ครับ

Ep = ½kx2

เมื่อ    x   คือ ระยะห่างจากจุดสมดุล มีหน่วยเป็นเมตร (m)

        k   คือ ค่านิจสปริง  มีหน่วยเป็นนิวตันต่อเมตร (N/m)

        โดยที่  k = F/x

ยกตัวอย่างเช่น สปริงอันหนึ่งมีค่าคงที่ของสปริง 50 N/m เมื่อสปริงยืด 0.2 เมตร จะมีค่าพลังงานศักย์ยืดหยุ่นเท่าใด 

พลังงานศักย์

จากสูตร Ep = ½kx2

                  เเทนค่า  Ep = ½kx2

                            K = 50 N/m 

                            X = 0.2 m

                            Ep = ½(50)(0.2)2

                            Ep = 1 J

คำตอบของโจทย์ข้อนี้คือ วัตถุมีค่าพลังงานศักย์ยืดหยุ่น 1 จูล

Cr. https://bit.ly/3i6QMDW 

พี่นีโอมีเนื้อหาความรู้ โจทย์การคำนวณ และ ทริคการจำต่าง ๆ ของบทเรียนเรื่องพลังงานศักย์แบบ Full Lesson รอน้อง ๆ อยู่ครับ สามารถสมัคร Package แอปเรียนออนไลน์ Learnneo เพื่อทบทวนบทเรียนนี้พร้อมทำแบบฝึกหัดก่อนสอบที่โรงเรียนได้ที่นี่: https://payment.app.learnneo.in.th/packages หรือ กดดาวน์โหลดง่าย ๆ และ ทดลองเรียนฟรี ผ่านทาง Android, IOS, Windows, MacOS ด้านล่างนี้ครับ 👇👇👇

สำหรับบทความและสาระความรู้อื่น ๆ สามารถอ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่ครับน้อง ๆ: https://learnneo.in.th/โปรโมชั่น-ความรู้/ (ถ้าเรื่องเรียนก็ต้องนึกถึง Learnneo เพื่อนซี้วัยเรียนเลยครับ)

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin