Aiškiname, kas yra energija fizikoje, kas yra potenciali ir kinetinė energija. Taip pat, kaip veikia jėga ir kas yra darbas.
Kas yra energija?
Į fizinis, energiją vadiname sistemos ar reiškinio gebėjimu atlikti tam tikrą darbą. Žodis energija kilęs iš graikų kalbosenergingas o tai reiškia „veiksmo jėgą“ arba „darbo jėgą“. Tai šiame moksle ir apskritai kituose moksluose plačiai naudojama sąvoka, turinti skirtingas reikšmes ir reikšmes.
Šis gebėjimas atlikti darbą yra labai svarbus fizikos energetikos interesams, nes ši disciplina tiria energijos sistemas. gamta kaip veiksmai ir reakcijos, kurių metu materija yra tarpusavyje susijusi ir energija perduodama iš vienos sistemos į kitą, iš vienos formos į kitą.
Tiesą sakant, energija valdoma pagal antrąjį termodinamikos dėsnį (klasikinėje mechanikoje, tai yra Niutono), kuris nustato, kadvisata ji visada yra stabili, nuolatinė ir negali būti nei sukurta, nei sunaikinta, tik transformuojama.
Kita vertus, reliatyvistinėje mechanikoje, kurią valdoReliatyvumo teorija Albertas Einšteinas, energijos ir masė turėti glaudesnį ryšį, kuris apibrėžia garsiąją lygtį E = m.c2, tai yra, energija lygi masės kartomsšviesos greitis kvadratu. Taigi visi kūnai, vien dėl to, kad jie sudaryti iš materijos, turi energijos kiekį, nurodytą Einšteino lygtyje.
Kita vertus, energija (E) ir darbas (W) yra lygiaverčiai, todėl jie matuojami to paties tipo vienetais: džauliais arba džauliais (J), tai yra niutonais metre (N / m).
Potencinė energija
Potenciali energija siejama su kūnu ar fizine sistema, nulemta jo padėties arba aukščio, tai yra, remiantis jėgų lauku, į kurį ji yra panardinta. Šią energijos rūšį galima suskirstyti į:
- Gravitacinė potencinė energija. Tai energija, kurią turi masyvus kūnas, panardintas į gravitacinį lauką. Gravitacijos laukai sukuriami aplink objektus su masės labai didelis (pvz., masės planetos ir Saulė). Pavyzdžiui, amerikietiškojo kalnelio automobilis turi maksimalią potencialią energiją didžiausio aukščio padėtyje, nes jis yra panardintas į Žemės gravitacinį lauką. Numetus vagoną, jis praranda aukštį ir potenciali energija paverčiama kinetine energija.
- Elektrostatinė potencinė energija. Apie elektros taip pat taikoma potencialios energijos sąvoka, kurią galima paversti kitomis energijos formomis, pvz kinetika, terminis arba šviesa, atsižvelgiant į didžiulį universalumą elektromagnetizmas. Šiuo atveju energija atsiranda dėl elektrinių jėgų lauko, kurį sukuria įkrautos dalelės.
- Elastinė potenciali energija. Tamprioji potenciali energija yra susijusi su savybe elastingumas medžiagos, kuri yra tendencija atgauti savo pradinę formą po to, kai ją veikia deformacijos jėgos, didesnės už jos atsparumą. Aiškus tamprumo energijos pavyzdys yra spyruoklė, kuri ištempia arba susitraukia dėl išorinės jėgos ir grįžta į pradinę padėtį, kai ši jėga nebeveikia. Kitas pavyzdys – lanko ir strėlių sistema. Pastarojoje tamprioji potenciali energija pasiekia maksimalią vertę, nes lankas traukiamas traukiant elastinį pluoštą, šiek tiek lenkiant medieną, bet vis tiek nuliniu greičiu. Kitą akimirką potenciali energija tampa kinetinė ir strėlė visu greičiu metama pirmyn.
Kinetinė energija
Tam tikru greičiu judantis kūnas turės susijusią kinetinę energiją.
Kinetinė energija yra judėjimo energija, kuri paprastai nurodoma ženklaisK, T arbaEcnes ji nepaprastai svarbi įvairioms fizikos sritims. Tam tikru greičiu judantis kūnas turės susijusią kinetinę energiją.
Kinetinė energija yra pagrindinė sąvokos dalis temperatūros, iš tikrųjų temperatūra yra kinetinė energija dalelės kurie sudaro vieną iš substancijos ar objekto.
Tradicinė kūno, judančio greičiu (v), kinetinės energijos apskaičiavimo formulė yra tokia:Ec = ½.m.v2
Jėga
Fizikoje, jėga Tai vektorinis dydis (turintis kryptį ir jausmą) ir galintis pakeisti tam tikro kūno ar medžiagos judėjimo kiekį arba formą. Tai neprilygsta pastangoms ar energijai.
Jėga tarptautinėje sistemoje matuojama niutonais (N). Vienas niutonas apibrėžiamas kaip jėgos dydis, reikalingas 1 kg masės objektui paspartinti 1 m/s2.
Darbas
Niutono (klasikinėje) fizikoje jėgos darbas apibrėžiamas kaip jėgos ir atstumo, per kurį ta jėga veikia, sandauga.
Šis darbas bus lygus energijos kiekiui, kurio reikia norint jį greitai perkelti.
Darbas pavaizduotas simboliuW (anglų kalbadirbti), yra skaliarinis dydis (be krypties) ir išreiškiamas tais pačiais vienetais kaip ir energija (džauliais).