Helyzeti engergia számításánál a magasság mit jelent?

Konyhanyelven (meg zsargonban is) a helyzeti energia az energiának a test helyzetéből származó értéke. Az energia valójában munka, és sok formája létezik. Ha egy tüzes vasat helyezel egy papírkosárba, az felgyullad, itt a gyújtogatás munkáját hőenergia végezte. Ha száguldó kocsival nekimész egy fának, az akár kidőlhet (a kocsit és téged most hagyjuk). Itt a fakidöntés munkáját a mozgási energia végezte. Nyilván kamionnal nagyobb fát tudsz kidönteni, és csigalassúsággal nem biztos, hogy sikerül, tehát a mozgási energia függ a tömegtől és sebességtől.

A helyzeti energia a helyzettől függ. A helyzet itt valójában az a lehetőség, mekkorát bírsz mozogni, majd azzal a mozgási energiával mennyi munkát végzel, a te példádnál az emeletről a föld felszínéig lehet esni, az a nulla pont. Ha van alattad egy nyitott pince, abba is beleesel, ekkor a nulla pont a pince alja. Ahonnan nem tudsz tovább esni. De ha úgy maradnál egy deszkán, és valaki alattad kiásna egy hatalmas mély lyukat, a helyzeti energiád annak aljához képest már nem nulla, ha lefordulsz a deszkáról, tovább esel.

Ebből látszik, hogy a helyzeti energiát csak úgy mérhetjük, ha előre kijelölünk egy olyan pontot, ameddig a gravitációs esés tart. És onnan mérjük a távolságot, mert (ha mindig rólad van szó,a te tömeged állandó) az a bizonyos munkavégző képesség most ettől a távolságtól és a tömegedtől függ. A nulla pont mindig az, ahol nyugalomba jutsz és a munkával átalakítod annak a pontnak a környékét (puha földben például jókora lyukat csinálsz, máskülönben ezt valakinek munkával kéne lekészítenie).

Fontos felismerni, hogy a helyzetedből származó energia, az esés során a gravitációból adódó erőegyenletek alapján fokozatosan mozgási energiává változik, és amikor becsapódsz, a munkát már ez a mozgási energia végzi, de eredetileg ez a helyzetedből származott. Vagyis a helyzeti energiában szereplő távolság mindig attól a ponttól számít, ahol majd az átalakult mozgási energia ténylegesen a munkát elvégzi. A faág, ahol fennakadsz majd letöröd, a föld, a lyuk, vagy a föld közepe, ha eshetsz addig.