تعتمد طاقة الوضع على كتلة الجسم والارتفاع بالنسبة إلى نقطة مرجعية معينة.
بالنسبة إلى طاقة وضع الجاذبية، فإن طاقة الوضع تتناسب طرديًا مع كتلة الجسم وارتفاعه. أي أن الجسم ذو الكتلة الأكبر سيكون له طاقة وضع أكبر عند نفس الارتفاع، والجسم الذي يكون أعلى سيكون له طاقة وضع أكبر عند نفس الكتلة.
يمكن التعبير عن طاقة وضع الجاذبية بالصيغة التالية:
U = mgh
حيث:
- U هي طاقة الوضع (J)
- m هي كتلة الجسم (kg)
- g هي تسارع الجاذبية (9.81 m/s²)
- h هو ارتفاع الجسم (m)
على سبيل المثال، جسم كتلته 10 كجم على ارتفاع 2 متر من سطح الأرض سيكون له طاقة وضع تساوي:
U = (10 كجم) * (9.81 m/s²) * (2 م) = 196.2 J
إذا تم إطلاق هذا الجسم، فإن طاقة وضعه ستتحول إلى طاقة حركة، مما سيؤدي إلى تسارع الجسم إلى أسفل.
أنواع أخرى من طاقة الوضع
هناك أنواع أخرى من طاقة الوضع، مثل:
- طاقة وضع المرونة، والتي تعتمد على تشوه الجسم المرن. على سبيل المثال، النابض الممدد أو المضغوط لديه طاقة وضع مرونة.
- طاقة وضع السطح، والتي تعتمد على المسافة بين سطحين. على سبيل المثال، قطرة الماء على سطح مستوٍ لديها طاقة وضع سطح.
- طاقة وضع الكهربائية، والتي تعتمد على شحنة الجسم وموقعه بالنسبة إلى جسم آخر مشحون. على سبيل المثال، الإلكترون في مدار حول الذرة لديه طاقة وضع كهربائية.
في كل هذه الحالات، تعتمد طاقة الوضع على بعض الخصائص الأساسية للنظام، مثل الكتلة أو الشحنة أو الارتفاع أو التشوه.
