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潜在的なエネルギーは、実現されていない単純なエネルギーのように聞こえますが、そのように考えると、現実ではないと信じ込ませることができます。ただし、地上30フィートの安全な吊り下げの下に立ちます。意見が変わる場合があります。金庫は重力によって潜在的なエネルギーを持っています。誰かがそれを保持しているロープを切断すると、そのエネルギーは運動エネルギーに変わり、金庫があなたに届くまでに、与えるための十分な「実際の」エネルギーがあります。あなたは分裂頭痛です。
より良い潜在的なエネルギーの定義は蓄積エネルギーであり、エネルギーを蓄積するには「作業」が必要です。物理学には仕事の特定の定義があります。仕事は、力がオブジェクトをある距離にわたって動かすときに行われます。仕事はエネルギーに関連しています。 SIシステムのジュールで測定されます。これは、ポテンシャルおよび運動エネルギー単位でもあります。仕事をポテンシャルエネルギーに変換するには、特定の種類の力に対して行動する必要があります。力は、重力、バネ、または電場である可能性があります。力の特性は、それに対抗する仕事をすることで、蓄積するポテンシャルエネルギーの量を決定します。
地球重力場のポテンシャルエネルギー公式
重力の仕組みは、2つの物体が互いに引き付け合うことですが、地球上のすべてのものは惑星自体に比べて非常に小さいため、地球の重力場のみが重要です。体を持ち上げた場合（m）地上では、その体は地面に向かって加速する傾向がある力を経験します。力の大きさ（F）、ニュートンの第2法則から、 F = mg、 どこ g 重力による加速度であり、地球上のどこでも一定です。
体を高さまで持ち上げるとします h。これを達成するために行う作業量は、力×距離、または mgh。その仕事は位置エネルギーとして保存されるので、地球の重力場の位置エネルギー方程式は単純に次のようになります。
重力ポテンシャルエネルギー= mgh
弾性ポテンシャルエネルギー
バネ、輪ゴム、その他の弾性素材はエネルギーを蓄えることができます。これは基本的に、矢を放つ直前に弓を引き戻すときに行うことです。バネを伸縮させると、バネを平衡位置に戻す反対の力が働きます。力の大きさは、伸縮する距離に比例します（バツ）。比例定数（k）は春の特徴です。フックの法律によると、 F = −kx。マイナス記号は、バネの復元力を示し、バネの伸縮力とは反対方向に作用します。
弾性材料に蓄積されたポテンシャルエネルギーを計算するには、次のように力が大きくなることを認識する必要があります。 バツ 増加します。ただし、無限小距離の場合、Fは一定です。 0（平衡）から最終的な伸張または圧縮までのすべての微小距離の力を合計することにより バツ、完了した作業と保存されたエネルギーを計算できます。この集計プロセスは、統合と呼ばれる数学的手法です。弾性材料のポテンシャルエネルギー式を生成します。
ポテンシャルエネルギー= kx2/2
どこ バツ 拡張子です k はバネ定数です。
電位または電圧
正電荷を移動することを検討してください q より大きな正電荷によって生成された電界内 Q。電気的な反発力のため、小さな電荷を大きな電荷に近づけるには手間がかかります。クーロンの法則によれば、どの時点でも起訴間の力は kqQ/r2、 どこ r それらの間の距離です。この場合、 k はクーロン定数であり、バネ定数ではありません。物理学者はそれらの両方を k。移動に必要な仕事を考慮して、ポテンシャルエネルギーを計算します q 限りなく遠くから Q その距離まで r。これにより、電位エネルギー方程式が得られます。
電気ポテンシャルエネルギー= kqQ/r
電位はわずかに異なります。単位充電あたりに蓄積されるエネルギー量、および電圧として知られる電圧は、ボルト（ジュール/クーロン）で測定されます。電荷によって生成される電位または電圧の方程式 Q 距離で r は：
電位= kQ/r