Mis on energia, pole määratlust, kuid me teame, et selle olemasolu võimaldab tööd teha. Näiteks toidus salvestunud energia paneb inimese kehaorganid korralikult toimima. Kütused panevad mootorsõidukid liikuma. Samamoodi põhjustab aku toodetav elektrienergia energiat juhtivate juhtmete elektronide liikumise.
Energiast rääkides on äärmiselt oluline rõhutada energia säästmise põhimõtet. See põhimõte ütleb Lavoisieri sõnul: „Looduses ei kao midagi, midagi ei looda, kõik muudetakse”.
Energia muundamise näitlikustamiseks üldiselt kaalume pingevaba vedru (joonis 1), see tähendab vedru, mis pole venitatud. Vaata:
Vedru kokkusurumiseks on vaja energiat. Seega rakendatakse jõudu selle ühele otsale, nii et see tõmbub kokku. Me ütleme, et vedrule jõudu rakendades tehakse tööd. See töö vastab inimeselt kevadesse kantud energiale. Joonisel 2 on kujutatud vedru, mis on juba kokku surutud ja millel on vankri lukk, mis takistab selle vabastamist.
Kokkusurutud vedru salvestab energiat. See energia saab aga avalduda ainult luku eemaldamisel kärust. Kevadel salvestatud energiat nimetatakse elastseks potentsiaalseks energiaks. Potentsiaalne, kuna see võib avalduda ja elastne, kuna see on deformeerunud elastses kehas.
Nüüd, vaadates joonist 3, märkame, et käru on ennast vabastanud. Luku eemaldamisel avaldus potentsiaalne energia, mis kevadel oli salvestatud, põhjustades käru liikumise. Jällegi on meil töö tehtud. Nüüd vastab see töö energiale, mis kandub vedrust kärusse. Käru omandatud energiat nimetatakse kineetiliseks energiaks.
Kineetiline energia: see on energia, mis on seotud kehade liikumisega.
Potentsiaalne energia (gravitatsiooniline, elastne, elektriline jne): see on energia, mis kehal on konkreetse asendi suhtes.
Hõõrdumise puudumisel säilitatakse süsteemi kogu mehaaniline energia, ainult potentsiaalse energia muundamine kineetiliseks energiaks ja vastupidi. Vaata:
JAmec= JAç + JAP
On väga oluline teha selgeks, et töö ja energiavormid on skalaarsed suurused.
jõu töö
Töö on kehale ülekantava energia mõõt, mis on tingitud jõu rakendamisest mööda nihet. Füüsikas esindab tööd tavaliselt täht W (mis tuleb ingliskeelsest teosest) või sagedamini kreeka täht tau
.Jõu töö arvutamiseks on oluline rõhutada, et see võib olla:
Konstantse jõu töö nihkega paralleelselt: arvutatakse siis, kui jõudu rakendatakse nihkega samas suunas. Seda saab arvutada järgmiselt:
Kuna jõu ja nihke vaheline nurk on null, muudab selle nurga koosinus võrdseks 1, muutes avaldise samaväärseks:
Kus D on keha kannatav nihe.
Konstantse jõu töö ja mitte paralleelne nihkega:
Kui meil on pidev jõud ja mitte paralleelne, nagu ülaltoodud skeemis, arvutame töö järgmiselt:
Kus? see on nurk, mis moodustub jõu ja nihke vahel, mida keha kannatab.
SI-s (rahvusvaheline ühikute süsteem) antakse töö džaulides, mida tähistab täht (J) ja jõud on antud njuutonites (N). See üksus on nime saanud Briti füüsiku James Prescott Joule järgi. CGS-süsteemis on tööühikuks erg = dyne x sentimeeter.
Autor Marco Aurélio da Silva
Brasiilia koolimeeskond