Vă explicăm ce este energia în fizică, ce este energia potențială și cinetică. De asemenea, cum acționează forța și ce este munca.
Ce este energia?
În fizic, ne referim la energie ca fiind capacitatea unui sistem sau a unui fenomen de a îndeplini o anumită muncă. Cuvântul energie vine din greacăenergic care înseamnă „forță de acțiune” sau „forță de muncă”. Este un concept utilizat pe scară largă în această știință și în altele în general, cu semnificații și semnificații diferite.
Această capacitate de a desfășura lucrări este esențială în interesul fizicii în energie, deoarece această disciplină studiază sistemele natură ca acțiuni și reacții în care materia este interconectată și energia este transferată de la un sistem la altul, de la o formă la alta.
De fapt, energia este guvernată după cea de-a doua lege a termodinamicii (în mecanica clasică, adică newtoniană), care stabilește că cantitatea de energie aunivers este întotdeauna stabil, permanent și nu poate fi nici creat, nici distrus, ci doar transformat.
Pe de altă parte, în mecanica relativistă, guvernată deTeoria relativitatii Albert Einstein, energie și masa au o relație mai strânsă care definește celebra ecuație E = m.c2, adică energia este egală cu timpul maseiviteza luminii pătrat. Astfel, toate corpurile, pur și simplu pentru că sunt compuse din materie, au o cantitate de energie dată de ecuația lui Einstein.
Pe de altă parte, energia (E) și munca (W) sunt echivalente, deci se măsoară în același tip de unități: Jouli sau Jouli (J), adică Newtoni pe metru (N/m).
Energie potențială
Energia potențială este asociată cu un corp sau sistem fizic determinat în virtutea poziției sau a înălțimii sale, adică pe baza unui câmp de forțe în care este scufundată. Acest tip de energie poate fi clasificat în:
- Energia potențială gravitațională. Este energia pe care o posedă un corp masiv atunci când este scufundat într-un câmp gravitațional. Câmpurile gravitaționale sunt create în jurul obiectelor cu mase foarte mari (cum ar fi masele de planete si Soare). De exemplu, o mașină de tip roller coaster are o energie potențială maximă la poziția de maximă înălțime deoarece este scufundată în câmpul gravitațional al Pământului. Odată ce vagonul este lăsat jos, acesta pierde înălțime și energia potențială este transformată în energie cinetică.
- Energia potențială electrostatică. In ceea ce priveste electricitate se aplică și conceptul de energie potențială, care poate fi convertită în alte forme de energie, cum ar fi cinetica, termic sau ușoară, având în vedere versatilitatea enormă a electromagnetism. În acest caz, energia rezultă din câmpul de forțe electrice produs de particulele încărcate.
- Energia potențială elastică. Energia potențială elastică are de-a face cu proprietatea lui elasticitate de materie, care este tendința de a-și recăpăta forma inițială după ce a fost supus unor forțe de deformare mai mari decât rezistența sa. Un exemplu clar de energie elastică este cel al unui arc care se întinde sau se contractă ca urmare a unei forțe externe și revine la poziția inițială odată ce acea forță nu mai este aplicată. Un alt exemplu este sistemul arcului și săgeților. La acesta din urmă, energia potențială elastică atinge valoarea maximă pe măsură ce arcul este tras prin tragerea fibrei elastice, îndoind ușor lemnul, dar cu viteză zero în continuare. În clipa următoare, energia potențială devine cinetică și săgeata este aruncată cu viteză maximă înainte.
Energie kinetică
Un corp care se deplasează cu o anumită viteză va avea asociată energie cinetică.
Energia cinetică este energia mișcării și este de obicei desemnată prin semneK, T sauEcîntrucât este extrem de important pentru diferitele domenii ale fizicii. Un corp care se deplasează cu o anumită viteză va avea asociată energie cinetică.
Energia cinetică este cheia în conceptul de temperatura, de fapt temperatura este energia cinetică a particule care alcătuiesc una dintr-o substanță sau obiect.
Formula tradițională pentru calcularea energiei cinetice a unui corp care se mișcă cu o viteză (v) este următoarea:Ec = ½.m.v2
Forta
În fizică, forta Este o mărime vectorială (înzestrată cu direcție și simț) și este capabilă să modifice cantitatea de mișcare sau forma unui corp sau material dat. Nu este echivalent cu efort sau energie.
Forța este măsurată în Sistemul Internațional cu Newtoni (N). Un Newton este definit ca forța necesară pentru a accelera un obiect cu masa de 1 kg cu 1 m/s2.
Loc de munca
În fizica newtoniană (clasică), munca unei forțe este definită ca produsul dintre forță și distanța prin care se aplică acea forță.
Acest lucru va fi egal cu cantitatea de energie necesară pentru a o deplasa rapid.
Munca este reprezentată prin simbolW (al englezeimuncă), este o mărime scalară (fără direcție) și este exprimată în aceleași unități ca și energia (jouli).