Vi forklarer, hvad energi er i fysik, hvad der er potentiel og kinetisk energi. Også hvordan kraft virker og hvad arbejde er.
Hvad er energi?
I fysisk, vi omtaler energi som et systems eller et fænomens evne til at udføre et bestemt arbejde. Ordet energi kommer fra græskenergisk hvilket betyder "handlingskraft" eller "arbejdskraft". Det er et begreb, der er meget brugt i denne videnskab og i andre generelt, med forskellige betydninger og betydninger.
Denne evne til at udføre arbejde er nøglen i fysikkens interesse for energi, da denne disciplin studerer systemerne i natur som handlinger og reaktioner, hvor stof hænger sammen og energi overføres fra et system til et andet, fra en form til en anden.
Faktisk styres energien i henhold til termodynamikkens anden lov (i klassisk mekanik, dvs. newtonsk), som fastslår, at mængden af energi iunivers den er altid stabil, permanent og kan hverken skabes eller ødelægges, kun transformeres.
På den anden side, i relativistisk mekanik, styret afrelativitetsteori Albert Einstein, energi og masse har et tættere forhold, der definerer den berømte ligning E = m.c2, det vil sige, at energi er lig med masse gangelysets hastighed firkantet. Således har alle legemer, blot fordi de er sammensat af stof, en mængde energi givet af Einsteins ligning.
På den anden side er energi (E) og arbejde (W) ækvivalente, så de måles i samme type enheder: Joule eller Joule (J), det vil sige Newton pr. meter (N/m).
Potentiel energi
Potentiel energi er forbundet med en krop eller et fysisk system bestemt i kraft af dets position eller dets højde, det vil sige baseret på et felt af kræfter, hvori det er nedsænket. Denne type energi kan klassificeres i:
- Gravitationel potentiel energi. Det er den energi, som et massivt legeme besidder, når det er nedsænket i et gravitationsfelt. Gravitationsfelter skabes omkring objekter med masser meget store (såsom masserne af planeter og Sol). For eksempel har en rutsjebanebil en maksimal potentiel energi i sin maksimale højdeposition, fordi den er nedsænket i Jordens gravitationsfelt. Når først vognen er tabt, mister den højde, og den potentielle energi omdannes til kinetisk energi.
- Elektrostatisk potentiel energi. Vedrørende elektricitet anvender også begrebet potentiel energi, som kan omdannes til andre energiformer, som f.eks kinetik, termisk eller lys, i betragtning af den enorme alsidighed elektromagnetisme. I dette tilfælde stammer energien fra feltet af elektriske kræfter produceret af de ladede partikler.
- Elastisk potentiel energi. Elastisk potentiel energi har at gøre med egenskaben af elasticitet af stof, hvilket er tendensen til at genvinde sin oprindelige form efter at være blevet udsat for deformationskræfter, der er større end dets modstand. Et tydeligt eksempel på elastisk energi er en fjeder, der strækker sig eller trækker sig sammen som følge af en ekstern kraft og vender tilbage til sin oprindelige position, når den kraft ikke længere påføres. Et andet eksempel er bue- og pilsystemet. I sidstnævnte når den elastiske potentielle energi sin maksimale værdi, da buen trækkes ved at trække i den elastiske fiber, let bøje træet, men med nul hastighed stadig. Det næste øjeblik bliver den potentielle energi kinetisk, og pilen kastes i fuld fart fremad.
Kinetisk energi
Et legeme, der bevæger sig med en vis hastighed, vil have tilhørende kinetisk energi.
Kinetisk energi er bevægelsesenergien, og den betegnes normalt ved tegneneK, T ellerEcda det er ekstremt vigtigt for fysikkens forskellige områder. Et legeme, der bevæger sig med en vis hastighed, vil have tilhørende kinetisk energi.
Kinetisk energi er nøglen i begrebet temperatur, faktisk er temperaturen den kinetiske energi af partikler der udgør en af et stof eller en genstand.
Den traditionelle formel til beregning af den kinetiske energi af et legeme, der bevæger sig med en hastighed (v), er følgende:Ec = ½.m.v2
Kraft
I fysik, kraft Det er en vektormængde (udrustet med retning og sans) og er i stand til at ændre mængden af bevægelse eller formen af en given krop eller et givet materiale. Det svarer ikke til indsats eller energi.
Kraften måles i det internationale system ved Newtons (N). En Newton er defineret som mængden af kraft, der er nødvendig for at accelerere en genstand med massen 1 kg med 1 m/s2.
Job
I Newtonsk (klassisk) fysik defineres en krafts arbejde som produktet af kraften og den afstand, som denne kraft påføres.
Dette arbejde vil være lig med den mængde energi, der kræves for at flytte det hurtigt.
Arbejdet er repræsenteret ved symboletW (af engelskarbejde), er en skalar størrelse (uden retning) og udtrykkes i de samme enheder som energi (joule).