Няма определение за това какво е енергия, но знаем, че нейното съществуване прави работата възможна. Енергията, съхранявана в храната, например, кара организмите на човека да функционират правилно. Горивата карат моторните превозни средства да се движат. По същия начин електрическата енергия, произведена от батерията, кара електроните в проводниците да се движат.
Когато говорим за енергия, изключително важно е да наблегнем на принципа за пестене на енергия. Според Лавоазие този принцип казва: „В природата нищо не се губи, нищо не се създава, всичко се трансформира“.
За да илюстрираме енергийните преобразувания като цяло, нека разгледаме спокойна пружина (фигура 1), т.е. пружина, която не е опъната. Виж:
За компресиране на пружината е необходима енергия. По този начин, сила се прилага към един от нейните краища, така че тя се свива. Казваме, че чрез прилагане на сила върху пружината се работи. Тази работа съответства на енергията, прехвърлена от човека към извора. Фигура 2 представлява пружината, вече компресирана и с ключалка на количката, предотвратяваща освобождаването ѝ.
Компресираната пружина съхранява енергия. Тази енергия обаче може да се прояви само чрез премахване на ключалката от количката. Енергията, складирана през пролетта, се нарича Еластична потенциална енергия. Потенциален, защото може да се прояви и еластичен, защото се намира в деформирано еластично тяло.
Сега, разглеждайки фигура 3, забелязваме, че количката се е освободила. Когато бравата беше премахната, потенциалната енергия, която се съхранява през пролетта, се проявява, карайки количката да придобие движение. Отново имаме свършена работа. Сега тази работа съответства на енергията, прехвърлена от пружината към количката. Енергията, която количката е придобила, се нарича Кинетична енергия.
Кинетична енергия: това е енергията, която е свързана с движението на телата.
Потенциална енергия (гравитационна, еластична, електрическа и др.): това е енергията, която тялото има във връзка с конкретната позиция, която заема.
При липса на триене се запазва общата механична енергия на системата, като само се трансформира потенциалната енергия в кинетична енергия и обратно. Виж:
Иmec= И° С + ИP
От голямо значение е да стане ясно, че работата и формите на енергия са скаларни величини.
работа на сила
Работата е мярката на енергията, която се предава на тяло, поради прилагането на сила по изместване. Във Физиката работата обикновено е представена от W (което идва от английската работа) или по-често гръцката буква tau
.За да се изчисли работата на дадена сила, е важно да се подчертае, че тя може да бъде:
Работа на постоянна сила, успоредна на изместване: се изчислява, когато силата се прилага в същата посока като изместването. Може да се изчисли, както следва:
Тъй като ъгълът между силата и изместването е нула, това прави косинуса на този ъгъл равен на 1, което прави израза еквивалентен на:
Където D е изместването, претърпяно от тялото.
Работа с постоянна сила и не успоредна на изместването:
Когато имаме прилагане на постоянна сила, а не паралелно, както в горната схема, ние изчисляваме работата по следния начин:
Къде? това е ъгълът, образуван между силата и изместването, претърпено от тялото.
В SI (Международна система от единици) работата е дадена в джаул, което е представено с буквата (J) и силата е дадена в нютон (н). Тази единица е кръстена на британския физик Джеймс Прескот Джоул. В системата CGS единицата за работа е ерг = дин х сантиметър.
От Марко Аурелио да Силва
Училищен отбор на Бразилия
