Mēs izskaidrojam, kas fizikā ir enerģija, kas ir potenciālā un kinētiskā enerģija. Kā arī, kā darbojas spēks un kas ir darbs.
Kas ir enerģija?
In fiziska, mēs runājam par enerģiju kā sistēmas vai parādības spēju veikt noteiktu darbu. Vārds enerģija nāk no grieķu valodasenerģisks kas nozīmē "darbības spēks" vai "darba spēks". Tas ir jēdziens, ko plaši izmanto šajā zinātnē un citās vispār, ar dažādām nozīmēm un nozīmēm.
Šī spēja veikt darbu ir būtiska fizikas interesēm enerģētikā, jo šī disciplīna pēta enerģētikas sistēmas. dabu kā darbības un reakcijas, kurās matērija ir savstarpēji saistīta un enerģija tiek pārnesta no vienas sistēmas uz otru, no vienas formas uz otru.
Faktiski enerģija tiek regulēta saskaņā ar otro termodinamikas likumu (klasiskajā mehānikā, tas ir, Ņūtona), kas nosaka, ka enerģijas daudzumsVisums tas vienmēr ir stabils, pastāvīgs un to nevar ne radīt, ne iznīcināt, tikai pārveidot.
No otras puses, relativistiskajā mehānikā, ko regulēRelativitātes teorija Alberts Einšteins, enerģija un masa ir ciešākas attiecības, kas nosaka slaveno vienādojumu E = m.c2, tas ir, enerģija ir vienāda ar masas reizēmgaismas ātrums kvadrātā. Tādējādi visiem ķermeņiem, vienkārši tāpēc, ka tie sastāv no matērijas, ir enerģijas daudzums, ko nosaka Einšteina vienādojums.
No otras puses, enerģija (E) un darbs (W) ir līdzvērtīgi, tāpēc tos mēra viena veida vienībās: džoulos vai džoulos (J), tas ir, ņūtonos uz metru (N / m).
Potenciālā enerģija
Potenciālā enerģija ir saistīta ar ķermeni vai fizisko sistēmu, ko nosaka tā stāvoklis vai augstums, tas ir, pamatojoties uz spēku lauku, kurā tā ir iegremdēta. Šo enerģijas veidu var iedalīt:
- Gravitācijas potenciālā enerģija. Tā ir enerģija, kas piemīt masīvam ķermenim, kad tas ir iegremdēts gravitācijas laukā. Gravitācijas lauki tiek izveidoti ap objektiem ar masu ļoti lielas (piemēram, masas planētas un Saule). Piemēram, amerikāņu kalniņu automašīnai ir maksimālā potenciālā enerģija maksimālā augstuma pozīcijā, jo tā ir iegremdēta Zemes gravitācijas laukā. Kad vagons tiek nomests, tas zaudē augstumu un potenciālā enerģija tiek pārveidota kinētiskā enerģijā.
- Elektrostatiskā potenciālā enerģija. Attiecībā uz elektrība piemēro arī potenciālās enerģijas jēdzienu, ko var pārvērst citos enerģijas veidos, piemēram kinētika, termiski vai gaisma, ņemot vērā tās milzīgo daudzpusību elektromagnētisms. Šajā gadījumā enerģija rodas no elektrisko spēku lauka, ko rada uzlādētas daļiņas.
- Elastīgā potenciālā enerģija. Elastīgā potenciālā enerģija ir saistīta ar īpašību elastība matērijas, kas ir tendence atgūt savu sākotnējo formu pēc tam, kad tā ir pakļauta deformācijas spēkiem, kas ir lielāki par tās pretestību. Spilgts elastīgās enerģijas piemērs ir atspere, kas izstiepjas vai saraujas ārēja spēka ietekmē un atgriežas sākotnējā stāvoklī, tiklīdz šis spēks vairs netiek pielietots. Vēl viens piemērs ir loka un bultu sistēma. Pēdējā elastīgā potenciālā enerģija sasniedz maksimālo vērtību, loka vilkšanas laikā, velkot elastīgo šķiedru, nedaudz saliekot koksni, bet joprojām ar nulles ātrumu. Nākamajā mirklī potenciālā enerģija kļūst kinētiska, un bulta tiek izmesta pilnā ātrumā uz priekšu.
Kinētiskā enerģija
Ķermenim, kas pārvietojas ar noteiktu ātrumu, būs saistīta kinētiskā enerģija.
Kinētiskā enerģija ir kustības enerģija, un to parasti apzīmē zīmesK, T vaiEcjo tas ir ārkārtīgi svarīgi dažādām fizikas jomām. Ķermenim, kas pārvietojas ar noteiktu ātrumu, būs saistīta kinētiskā enerģija.
Kinētiskā enerģija ir galvenais jēdzienā temperatūra, patiesībā temperatūra ir kinētiskā enerģija daļiņas kas veido vielu vai priekšmetu.
Tradicionālā formula ķermeņa kinētiskās enerģijas aprēķināšanai, kas pārvietojas ar ātrumu (v), ir šāda:Ec = ½.m.v2
Spēks
Fizikā, spēku Tas ir vektora lielums (apveltīts ar virzienu un sajūtu), un tas spēj mainīt kustības apjomu vai noteiktā ķermeņa vai materiāla formu. Tas nav līdzvērtīgs pūlēm vai enerģijai.
Spēku starptautiskajā sistēmā mēra ar Ņūtoniem (N). Viens ņūtons ir definēts kā spēka daudzums, kas nepieciešams, lai objektu, kura masa ir 1 kg, paātrinātu par 1 m/s2.
Darbs
Ņūtona (klasiskajā) fizikā spēka darbs tiek definēts kā spēka un attāluma reizinājums, caur kuru šis spēks tiek pielietots.
Šis darbs būs vienāds ar enerģijas daudzumu, kas nepieciešams, lai to ātri pārvietotu.
Darbu attēlo simbolsW (angļu valodāstrādāt), ir skalārais lielums (bez virziena) un tiek izteikts tādās pašās vienībās kā enerģija (džoulos).