Потенциальная энергия – это энергия, которая сохраняется, но то, как она сохраняется, зависит от ее типа, например химической, физической или электрической энергии. Потенциальная энергия остается в статусе хранения, пока ситуация не изменится и пoтeнциaльная энергия не будет высвобождена. Высвобождение может контролироваться и может выполнять полезную работу, а может быть внезапным и вредным. Всякий раз, когда такая энергия присутствует в больших количествах, понимание количества этой энергии и того, что может вызвать ее высвобождение, важно для безопасности и для предотвращения неконтролируемого разрушительного высвобождения.
В химии потенциальная энергия хранится в химических связях. Химические реакции могут высвобождать химическую потенциальную энергию и создавать новые соединения или выделять тепло и свет. Химические реакции используются для питания машин, таких как автомобильные двигатели, или для обогрева зданий за счет сжигания топлива. Взрывчатые вещества также выделяют химическую энергию и могут быть конструктивными или разрушительными.
Пoтeнциaльная энергия в физике хранится либо в гравитационной, либо в упругой энергии. Гравитационная энергия обусловлена возвышением тела, имеющего массу. Чем больше масса, тем больше запасается потенциальной энергии. Когда масса высвобождается и падает, потенциальная энергия преобразуется в кинетическую по мере того, как масса набирает скорость. Получающаяся кинетическая энергия может быть полезной, например, когда она забивает сваи в землю, или опасной, например, при обрушении моста. Подробнее об этом можно почитать в учебной литературе, в которой все написано предельно ясно, что поймет даже ребенок.
Упругая энергия сохраняется при деформации конструкции. Например, пружина имеет нормальную форму, но при сжатии или растяжении она накапливает потенциальную энергию. При высвобождении пoтeнциaльная энергия может приносить пользу или причинять ущерб. Пружина в неэлектрических наручных часах деформируется при заводе часов, и потенциальная энергия приводит в действие часы. Резинка накапливает потенциальную энергию при растяжении, но если она порвется или будет отпущена, потенциальная энергия может повредить что-либо находящееся рядом.
Имеется еще и электрическая потенциальная энергия. В то время как батареи производят электричество, процесс, лежащий в основе энергии батареи, является химической реакцией. Реакция создает дисбаланс электронов, который производит электрический заряд на клеммах батареи. В результате батареи накапливают как химическую, так и электрическую энергию. Чистая электрическая энергия хранится в электрических полях конденсаторов. Маленькие конденсаторы помогают электронным схемам функционировать, а большие конденсаторы используются в люминесцентных лампах и некоторых электродвигателях. Если большой конденсатор замыкается накоротко, потенциальная энергия выделяется сразу и может вызвать взрыв или пожар.