Selitämme mitä energia on fysiikassa, mikä on potentiaali- ja liike-energia. Myös kuinka voima toimii ja mitä työ on.
Mitä on energia?
Sisään fyysinen, energialla tarkoitetaan järjestelmän tai ilmiön kykyä suorittaa tietty tehtävä. Sana energia tulee kreikastaenerginen mikä tarkoittaa "toiminnan voimaa" tai "työvoimaa". Se on käsite, jota käytetään laajalti tässä tieteessä ja muissa yleensä, eri merkityksillä ja merkityksillä.
Tämä kyky tehdä työtä on avainasemassa fysiikan kannalta energia-alalla, koska tämä tieteenala tutkii energian järjestelmiä. luonto toimina ja reaktioina, joissa aine liittyy toisiinsa ja energia siirtyy järjestelmästä toiseen, muodosta toiseen.
Itse asiassa energiaa ohjataan termodynamiikan toisen lain (klassisessa mekaniikassa eli Newtonin lain) mukaan, joka osoittaa, että energian määräuniversumi se on aina vakaa, pysyvä, eikä sitä voida luoda eikä tuhota, se voidaan vain muuttaa.
Toisaalta relativistisessa mekaniikassa, jota hallitseeSuhteellisuusteoria Albert Einstein, energia ja massa- on läheisempi suhde, joka määrittelee kuuluisan yhtälön E = m.c2, eli energia on yhtä kuin massa kertaavalonnopeus neliöity. Siten kaikilla kappaleilla, yksinkertaisesti koska ne koostuvat aineesta, on Einsteinin yhtälön antama energiamäärä.
Toisaalta energia (E) ja työ (W) ovat samanarvoisia, joten ne mitataan samantyyppisissä yksiköissä: Jouleina tai Jouleina (J), eli Newtonina metriä kohti (N / m).
Mahdollinen energia
Potentiaalinen energia liittyy kehoon tai fyysiseen järjestelmään, joka määräytyy sen sijainnin tai korkeuden perusteella, eli se perustuu voimakenttään, johon se on upotettu. Tämän tyyppinen energia voidaan luokitella:
- Gravitaatiopotentiaalienergia. Se on energiaa, jonka massiivinen kappale omistaa, kun se upotetaan gravitaatiokenttään. Gravitaatiokenttiä luodaan esineiden ympärille massat erittäin suuri (kuten massat planeetat ja Aurinko). Esimerkiksi vuoristorata-autolla on suurin potentiaalienergia maksimikorkeusasennossaan, koska se on upotettu maan gravitaatiokenttään. Kun vaunu pudotetaan, se menettää korkeutta ja potentiaalinen energia muuttuu liike-energiaksi.
- Sähköstaattinen potentiaalienergia. Mitä tulee sähköä pätee myös potentiaalienergian käsite, joka voidaan muuntaa muiksi energiamuodoiksi, kuten kinetiikka, lämpö tai valoa, ottaen huomioon sen valtavan monipuolisuuden sähkömagnetismi. Tässä tapauksessa energia syntyy varautuneiden hiukkasten tuottamien sähkövoimien kentästä.
- Elastinen potentiaalienergia. Elastisella potentiaalienergialla on tekemistä ominaisuuden kanssa joustavuus aineesta, joka on taipumus saada takaisin alkuperäinen muotonsa sen jälkeen, kun siihen kohdistuu sen vastusta suurempia muodonmuutosvoimia. Selvä esimerkki elastisesta energiasta on jousi, joka venyy tai supistuu ulkoisen voiman seurauksena ja palaa alkuperäiseen asentoonsa, kun voimaa ei enää käytetä. Toinen esimerkki on jousi- ja nuolijärjestelmä. Jälkimmäisessä elastinen potentiaalienergia saavuttaa maksimiarvonsa, kun kaari vedetään vetämällä kimmokuitua taivuttamalla puuta hieman, mutta silti nollanopeudella. Seuraavalla hetkellä potentiaalienergia muuttuu kineettiseksi ja nuoli heitetään täydellä nopeudella eteenpäin.
Kineettinen energia
Tietyllä nopeudella liikkuvaan kappaleeseen liittyy liike-energiaa.
Kineettinen energia on liikkeen energiaa, ja se on yleensä osoitettu merkeilläK, T taiEckoska se on erittäin tärkeä fysiikan eri aloille. Tietyllä nopeudella liikkuvaan kappaleeseen liittyy liike-energiaa.
Kineettinen energia on avainasemassa käsitteessä lämpötilaItse asiassa lämpötila on kineettinen energia hiukkasia jotka muodostavat jonkin aineen tai esineen.
Perinteinen kaava nopeudella (v) liikkuvan kappaleen kineettisen energian laskemiseksi on seuraava:Ec = ½.m.v2
Pakottaa
Fysiikassa, pakottaa Se on vektorisuure (jolla on suunta ja tunne) ja se pystyy muokkaamaan tietyn kappaleen tai materiaalin liikkeen määrää tai muotoa. Se ei vastaa ponnisteluja tai energiaa.
Voima mitataan kansainvälisessä järjestelmässä Newtoneilla (N). Yksi Newton määritellään voiman määräksi, joka tarvitaan kiihdyttämään 1 kg painavaa kappaletta 1 m/s2.
Job
Newtonilaisessa (klassisessa) fysiikassa voiman työ määritellään voiman ja etäisyyden tulona, jolla voima kohdistetaan.
Tämä työ on yhtä suuri kuin energiamäärä, joka tarvitaan sen nopeaan liikuttamiseen.
Työtä edustaa symboliW (englanniksitehdä työtä), on skalaarisuuruus (ilman suuntaa) ja ilmaistaan samoissa yksiköissä kuin energia (joule).