Energiaa ei ole määritelty, mutta tiedämme, että sen olemassaolo tekee työn mahdolliseksi. Esimerkiksi ruokaan varastoitu energia saa ihmisen elimet toimimaan kunnolla. Polttoaineet saavat moottoriajoneuvot liikkumaan. Samoin akun tuottama sähköenergia saa energiaa johtavien johtojen elektronit liikkumaan.
Energiasta puhuttaessa on erittäin tärkeää korostaa energiansäästöperiaatetta. Tämä periaate sanoo Lavoisier'n mukaan: "Luonnossa mitään ei menetetä, mitään ei luoda, kaikki muuttuu".
Tarkastellaksemme energian muuntamista yleensä tarkastellaan rentoa jousta (kuva 1), toisin sanoen jousta, joka ei ole venytetty. Katso:
Jousen puristaminen vaatii energiaa. Siten voimaa kohdistetaan sen toiseen päähän niin, että se supistuu. Sanomme, että työn tekeminen kohdistamalla voimaa jouselle. Tämä työ vastaa henkilöstä kevääseen siirrettyä energiaa. Kuvassa 2 on jousen jousitettu jousi, jossa kärryllä on lukko, joka estää sen irtoamisen.
Puristettu jousi tallentaa energiaa. Tämä energia voi kuitenkin ilmetä vain poistamalla lukko korista. Keväällä varastoitua energiaa kutsutaan elastiseksi potentiaaliseksi energiaksi. Potentiaalinen, koska se voi ilmetä itsensä ja joustava, koska se on muodonmuutoksessa.
Nyt, kun tarkastelemme kuvaa 3, huomaamme, että vaunu on vapautunut itsestään. Kun lukko irrotettiin, jousen varastoima potentiaalinen energia ilmeni, mikä aiheutti kärryn liikkeen. Jälleen meillä on työ tehty. Nyt tämä työ vastaa energiaa, joka siirretään jousesta kärryyn. Vaunun hankkimaa energiaa kutsutaan kineettiseksi energiaksi.
Kineettinen energia: se on energia, joka liittyy kehojen liikkumiseen.
Potentiaalinen energia (painovoimainen, elastinen, sähköinen jne.): se on energia, jolla keholla on suhteessa tiettyyn asentoon, jonka se käyttää.
Kitkan puuttuessa järjestelmän mekaaninen kokonaisenergia säilyy, vain potentiaalienergian muuntuminen kineettiseksi energiaksi ja päinvastoin. Katso:
JAmek= JAç + JAP
On erittäin tärkeää tehdä selväksi, että työ ja energiamuodot ovat skalaarisia määriä.
voiman työ
Työ on kehoon siirtyvän energian mitta, joka johtuu voimasta siirtymää pitkin. Fysiikassa työtä edustaa yleensä W (joka tulee englantilaisesta teoksesta) tai yleisemmin kreikkalainen kirjain tau
.Voiman työn laskemiseksi on tärkeää korostaa, että se voi olla:
Tasaisen voiman työ siirtymän suuntaisesti: lasketaan, kun voimaa kohdistetaan samaan suuntaan kuin siirtymä. Se voidaan laskea seuraavasti:
Koska voiman ja siirtymän välinen kulma on nolla, se tekee tämän kulman kosiniksi yhden, mikä tekee lausekkeesta seuraavan:
Missä D on kehon kärsimä siirtymä.
Vakiovoiman työ, joka ei ole samansuuntainen siirtymän kanssa:
Kun käytämme jatkuvaa voimaa eikä rinnakkain, kuten yllä olevassa kaaviossa, laskemme työn seuraavasti:
Missä? se on kulma, joka muodostuu voiman ja kehon kärsimän siirtymän välille.
SI: ssä (kansainvälinen mittayksikkö) työ annetaan jouleina, jota edustaa kirjain (J) ja voima ilmoitetaan newtonina (N). Tämä yksikkö on nimetty brittiläisen fyysikon James Prescott Joulen mukaan. CGS-järjestelmässä työyksikkö on erg = dyne x senttimetri.
Kirjoittanut Marco Aurélio da Silva
Brasilian koulutiimi