Wyjaśniamy, czym jest energia w fizyce, czym jest energia potencjalna i energia kinetyczna. A także, jak działa siła i czym jest praca.
Czym jest energia?
w fizyczny, odnosimy się do energii jako zdolności systemu lub zjawiska do wykonania określonej pracy. Słowo energia pochodzi z grekienergetyczny co oznacza „siłę działania” lub „siłę pracy”. Jest to pojęcie szeroko stosowane w tej nauce i ogólnie w innych, o różnych znaczeniach i znaczeniach.
Ta umiejętność wykonywania pracy jest kluczowa z punktu widzenia fizyki w dziedzinie energetyki, ponieważ ta dyscyplina bada układy Natura jako akcje i reakcje, w których materia jest ze sobą powiązana, a energia jest przenoszona z jednego układu do drugiego, z jednej formy do drugiej.
W rzeczywistości energia jest rządzona zgodnie z Drugą Zasadą Termodynamiki (w mechanice klasycznej, czyli Newtona), która ustala, że ilość energiiwszechświat jest zawsze stabilna, trwała i nie może zostać stworzona ani zniszczona, a jedynie przemieniona.
Z drugiej strony w mechanice relatywistycznej, rządzonej przezTeoria względności Albert Einstein, energia i masa mieć bliższą relację, która definiuje słynne równanie E = m.c2czyli energia równa się razy masaprędkość światła do kwadratu. Zatem wszystkie ciała, po prostu dlatego, że składają się z materii, mają ilość energii określoną przez równanie Einsteina.
Z drugiej strony energia (E) i praca (W) są równoważne, więc mierzone są w tym samym rodzaju jednostek: dżul lub dżul (J), czyli niuton na metr (N/m).
Energia potencjalna
Energia potencjalna jest powiązana z ciałem lub układem fizycznym, określanym na podstawie jego położenia lub wysokości, to znaczy na podstawie pola sił, w którym jest zanurzona. Ten rodzaj energii można podzielić na:
- Grawitacyjna energia potencjalna. Jest to energia, którą posiada masywne ciało zanurzone w polu grawitacyjnym. Pola grawitacyjne są tworzone wokół obiektów z szerokie rzesze bardzo duże (takie jak masy planety i Słońce). Na przykład kolejka górska ma maksymalną energię potencjalną na swojej maksymalnej wysokości, ponieważ jest zanurzona w polu grawitacyjnym Ziemi. Po upuszczeniu wagon traci wysokość, a energia potencjalna zostaje zamieniona na energię kinetyczną.
- Elektrostatyczna energia potencjalna. Jeżeli chodzi o Elektryczność stosuje również pojęcie energii potencjalnej, która może zostać przekształcona w inne formy energii, takie jak: kinetyka, termiczny lub światło, biorąc pod uwagę ogromną wszechstronność elektromagnetyzm. W tym przypadku energia wynika z pola sił elektrycznych wytwarzanych przez naładowane cząstki.
- Elastyczna Energia potencjalna. Elastyczna energia potencjalna ma związek z właściwością elastyczność materii, czyli tendencja do powrotu do pierwotnego kształtu po poddaniu jej siłom deformacyjnym większym niż jego opór. Wyraźnym przykładem energii sprężystości jest energia sprężyny, która rozciąga się lub kurczy w wyniku działania siły zewnętrznej i powraca do swojego pierwotnego położenia, gdy siła ta nie jest już przykładana. Innym przykładem jest system łuków i strzał. W tym ostatnim energia potencjalna sprężystości osiąga swoją maksymalną wartość, gdy łuk jest ciągnięty przez ciągnięcie włókna sprężystego, lekko zginając drewno, ale wciąż przy zerowej prędkości. W następnej chwili energia potencjalna staje się kinetyczna i strzała zostaje wyrzucona z pełną prędkością do przodu.
Energia kinetyczna
Ciało poruszające się z określoną prędkością będzie miało powiązaną energię kinetyczną.
Energia kinetyczna jest energią ruchu i jest zwykle oznaczana znakamiK, T lubEcponieważ jest to niezwykle ważne dla różnych dziedzin fizyki. Ciało poruszające się z określoną prędkością będzie miało powiązaną energię kinetyczną.
Energia kinetyczna jest kluczem do koncepcji temperatura, w rzeczywistości temperatura jest energią kinetyczną cząstki które składają się na jedną substancję lub przedmiot.
Tradycyjny wzór na obliczenie energii kinetycznej ciała poruszającego się z prędkością (v) jest następujący:Ec = ½.m.v2
Zmuszać
W fizyce zmuszać Jest wielkością wektorową (oznaczoną kierunkiem i sensem) i jest w stanie modyfikować wielkość ruchu lub kształt danego ciała lub materiału. To nie jest równoznaczne z wysiłkiem czy energią.
Siłę mierzy się w systemie międzynarodowym Newtonami (N). Jeden Newton definiuje się jako wielkość siły potrzebnej do przyspieszenia obiektu o masie 1 kg o 1 m/s2.
Stanowisko
W fizyce newtonowskiej (klasycznej) działanie siły definiuje się jako iloczyn siły i odległości, na jaką ta siła jest przyłożona.
Ta praca będzie równa ilości energii potrzebnej do jej szybkiego przemieszczenia.
Praca jest reprezentowana przez symbolW (z angielskiegoPraca) jest wielkością skalarną (bez kierunku) i jest wyrażana w tych samych jednostkach co energia (dżule).