Potensiell energi er en form for lagret energi basert på objekters plassering i et kraftfelt, eller i et system der energien er avhengig av systemets tilstand.
For eksempel kan energi lagres i en spent fjær eller bue. Når buen er spent, lagrer den energien som ble brukt for å spenne buen. Denne energien kan frigjøres ved å slippe buestrengen, hvorved buens potensielle energi omformes til pilens kinetiske energi.
Et annet eksempel er en svingende pendel. Her skjer det en kontinuerlig veksling mellom potensiell og kinetisk energi. Den potensielle energien pendelen har når den befinner seg i en av ytterpunktene blir i sin helhet omgjort til kinetisk energi når pendelen passerer likevektstillingen.
Eksempler på potensiell energi
Gravitasjonell potensiell energi
Når et legeme blir hevet i Jordens tyngdefelt, øker legemets potensielle energi. Den potensielle energien er proporsjonal med legemets masse og hvor høyt det er plassert.
I norsk energiforsyning utgjør landets mange vannmagasiner et betydelig energilager i form av potensiell energi. Lagret energi er proporsjonal med volumet av magasinet og høyden over havet. Vannets potensielle energi kan omgjøres til elektrisk energi ved å la vannet renne ned til et lavere nivå, der energiomformingen skjer i en vannturbin som er koplet til en generator.
Elastisk potensiell energi
Elastiske legemer kan oppta energi når de utsettes for ytre krefter som deformerer legemet. Under deformeringen møter de ytre kreftene motkrefter som skyldes at legemets atomer eller molekyler forskyves fra sin likevektstilling. Når kreftene fjernes, gjenvinner legemet sin opprinnelig form. Energien som medgår under deformeringen blir da gjenvunnet.
Et eksempel på hvordan elastisk potensiell energi kan komme til nytte er en katapult som kan kaste prosjektiler flere hundre meter av gårde. Spennet i katapulten utgjør en potensiell energi som, når den utløses, blir omgjort til prosjektilets bevegelsesenergi.
Elektrisk potensiell energi
Et objekt kan ha potensiell energi i kraft av sin elektriske ladning. Dette gjelder når de elektrisk ladede partiklene er i ro. Den potensielle energien som dette utgjør kan beregnes ved hjelp av Coulombs lov.
Kjemisk potensiell energi
Kjemisk energi kan ses på som en form for potensiell, energi der energien utgjøres av bindinger mellom atomer i molekyler og i kjemiske forbindelser. For å bryte bindingene mellom atomene kreves det energi som blir frigjort når bindingene dannes. For eksempel kreves det energi for å splitte vann (H₂O) til hydrogengass og oksygengass. Denne energien frigis når reaksjonen går motsatt vei og det igjen dannes vann.
Nukleær potensiell energi
Partiklene i en atomkjerne holdes sammen av de sterke kjernekreftene som motvirker de frastøtende elektriske kreftene mellom protonene. I en kjernereaktor eller atombombe frigjøres disse kreftene.
I tillegg bidrar de svake kjernekreftene til potensiell energi som utløses i et beta-henfall.