Потенциальная энергия

Потенциа́льная эне́ргия — скалярная физическая величина, представляющая собой часть полной механической энергии системы, находящейся в поле консервативных сил. Другое определение: потенциальная энергия — это функция координат, являющаяся слагаемым в лагранжиане системы и описывающая взаимодействие элементов системы^[1].

Единицей измерения потенциальной энергии в Международной системе единиц (СИ) является джоуль, в системе СГС — эрг. В формулах принято обозначать потенциальную энергию буквой ${\displaystyle U,}$ хотя также могут использоваться обозначения ${\displaystyle E_{p}}$, ${\displaystyle W}$ и другие.

где ${\displaystyle E}$ — полная, а ${\displaystyle K}$ — кинетическая энергия рассматриваемой системы.

Термин «потенциальная энергия» был введен в XIX веке шотландским инженером и физиком Уильямом Ренкином.

Взаимодействие тел можно описывать либо с помощью сил, либо (для случая консервативных сил) с помощью потенциальной энергии как функции координат. В квантовой механике используется исключительно второй способ: в её уравнениях движения фигурирует потенциальная энергия взаимодействующих частиц^[3].

В то время как кинетическая энергия характеризует тело относительно выбранной системы отсчёта, потенциальная энергия характеризует тело относительно источника силы (силового поля). Если кинетическая энергия тела определяется его скоростью относительно выбранной системы отсчёта, то потенциальная — расположением тел в поле.

В потенциальном поле работа по перемещению пробного тела из точки ${\displaystyle P_{1}}$ в точку ${\displaystyle P_{2}}$ не зависит от траектории перемещения