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L'energia potenziale

Si definisce Energia Potenziale quell'energia in cui il lavoro di una forza conservativa si trasforma.
la formula che regola il rapporto tra energia potenziale e lavoro è:
W=-(Uf-Ui)
per cui l'inverso della variazione di l'energia potenziale è uguale al lavoro compiuto cambiato di segno, poichè ha direzione opposta.
l'energia potenziale è un'esclusiva delle forze conservative, in quanto le forze non conservative trasformano il lavoro in altre forme, come calore e suono.
l'unità di misura dell'energia potenziale è, come quella di tutte le energie meccaniche, il joule (j)
"il lavoro compiuto da una forza conservativa è uguale alla variazione di energia potenziale cambiata di segno".

Energia potenziale gravitazionale

Si consideri come punto di riferimento la superficie terrestre, e si immagini un corpo in caduta libera;

se si considera il punto di arrivo, ovvero la superficie terrestre, noteremo che l'energia potenziale è uguale a zero, e della formula iniziale rimarrà che:
W=Ui
essendo una forza conservativa, il lavoro della forza gravitazionale può essere espressa come: W=mg(delta Y) e considerando che Y nel punto d'arrivo è 0 possiamo considerarla come altezza W=mgh.
sostituendo avremo che:
mgh=U
Possiamo dunque affermare che l'energia potenziale, a differenza dell'energia cinetica dipende da uno spostamento (h)e quindi varia a seconda del sistema di riferimento adottato, infatti, se avessimo preso come punto di riferimento non la superficie terrestre me un sistema traslato di qualche metro, anche l'energia potenziale sarebbe variata, ma non sarebbe variata la sua variazione.

Energia potenziale elastica

si consideri una molla e la sua posizione di equilibrio venga adottata come sistema di riferimento, percui Ui=0
allora si avrà che:
F=-ks
L=-1/2ks^2
L=-Uf
Uf=1/2ks^2

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