Vysvetlíme, čo je to energia vo fyzike, čo je potenciálna a kinetická energia. Tiež ako pôsobí sila a čo je práca.
čo je energia?
In fyzický, energiu označujeme ako schopnosť systému alebo javu vykonávať určitú prácu. Slovo energia pochádza z gréčtinyenergický čo znamená „sila akcie“ alebo „sila práce“. Je to pojem široko používaný v tejto vede a vo všeobecnosti v iných, s rôznymi význammi a významami.
Táto schopnosť vykonávať prácu je kľúčová v záujme fyziky o energiu, pretože táto disciplína študuje systémy prírody ako akcie a reakcie, v ktorých hmota spolu súvisí a energia sa prenáša z jedného systému do druhého, z jednej formy do druhej.
V skutočnosti sa energia riadi podľa druhého zákona termodynamiky (v klasickej mechanike, to znamená newtonovskej), ktorý stanovuje, že množstvo energievesmír je vždy stabilná, trvalá a nemôže byť vytvorená ani zničená, iba transformovaná.
Na druhej strane, v relativistickej mechanike, riadenej podľaTeória relativity Albert Einstein, energia a omša majú užší vzťah, ktorý definuje slávnu rovnicu E = m.c2, to znamená, že energia sa rovná hmotnosti krátrýchlosť svetla štvorec. Všetky telesá teda jednoducho preto, že sú zložené z hmoty, majú množstvo energie dané Einsteinovou rovnicou.
Na druhej strane, energia (E) a práca (W) sú ekvivalentné, takže sa merajú v rovnakom type jednotiek: Jouly alebo Joule (J), to znamená Newtony na meter (N / m).
Potenciálna energia
Potenciálna energia je spojená s telom alebo fyzickým systémom určeným na základe jeho polohy alebo výšky, to znamená na základe silového poľa, do ktorého je ponorený. Tento druh energie možno rozdeliť na:
- Gravitačná potenciálna energia. Je to energia, ktorú má masívne teleso, keď je ponorené do gravitačného poľa. Okolo predmetov sa vytvárajú gravitačné polia s omši veľmi veľké (napríklad hmotnosti planét a slnko). Napríklad auto na horskej dráhe má maximálnu potenciálnu energiu vo svojej maximálnej výške, pretože je ponorené do gravitačného poľa Zeme. Akonáhle vagón spadne, stratí výšku a potenciálna energia sa premení na kinetickú energiu.
- Elektrostatická potenciálna energia. Čo sa týka elektriny uplatňuje aj pojem potenciálna energia, ktorá sa môže premieňať na iné formy energie, ako napr kinetika, tepelný alebo svetlo, vzhľadom na obrovskú všestrannosť elektromagnetizmu. V tomto prípade je energia výsledkom poľa elektrických síl produkovaných nabitými časticami.
- Elastická potenciálna energia. Elastická potenciálna energia súvisí s vlastnosťou elasticita hmoty, čo je tendencia znovu získať svoj pôvodný tvar po vystavení deformačným silám väčším ako je jeho odpor. Jasným príkladom elastickej energie je pružina, ktorá sa natiahne alebo stiahne v dôsledku vonkajšej sily a vráti sa do svojej pôvodnej polohy, keď už táto sila nepôsobí. Ďalším príkladom je systém luku a šípov. V druhom prípade elastická potenciálna energia dosiahne svoju maximálnu hodnotu, keď sa oblúk ťahá ťahaním elastického vlákna, mierne ohýbaním dreva, ale stále s nulovou rýchlosťou. V nasledujúcom okamihu sa potenciálna energia stane kinetickou a šíp je vymrštený plnou rýchlosťou dopredu.
Kinetická energia
Teleso pohybujúce sa určitou rýchlosťou bude mať pridruženú kinetickú energiu.
Kinetická energia je energia pohybu a zvyčajne je určená znakmiK, T aleboEcpretože je to mimoriadne dôležité pre rôzne oblasti fyziky. Teleso pohybujúce sa určitou rýchlosťou bude mať pridruženú kinetickú energiu.
Kinetická energia je kľúčová v koncepcii teplota, v skutočnosti je teplota kinetická energia častice ktoré tvoria jednu látku alebo predmet.
Tradičný vzorec na výpočet kinetickej energie telesa pohybujúceho sa rýchlosťou (v) je nasledujúci:Ec = ½.m.v2
sila
vo fyzike sila Je to vektorová veličina (obdarená smerom a zmyslom) a je schopná modifikovať množstvo pohybu alebo tvar daného telesa alebo materiálu. Nerovná sa námahe alebo energii.
Sila sa meria v medzinárodnom systéme v Newtonoch (N). Jeden Newton je definovaný ako množstvo sily potrebnej na zrýchlenie objektu s hmotnosťou 1 kg o 1 m/s2.
Job
V newtonovskej (klasickej) fyzike je práca sily definovaná ako súčin sily a vzdialenosti, cez ktorú táto sila pôsobí.
Táto práca sa bude rovnať množstvu energie potrebnej na jej rýchly pohyb.
Práca je znázornená symbolomW (z angličtinypráca), je skalárna veličina (bez smeru) a vyjadruje sa v rovnakých jednotkách ako energia (jouloch).