Ne postoji definicija što je energija, ali znamo da njezino postojanje omogućuje rad. Energija pohranjena u hrani, na primjer, tjera čovjekove tjelesne organe da pravilno funkcioniraju. Goriva pokreću motorna vozila. Isto tako, električna energija koju stvara baterija uzrokuje kretanje elektrona u žicama koje provode energiju.
Kada govorimo o energiji, izuzetno je važno naglasiti Načelo očuvanja energije. Ovaj princip, prema Lavoisieru, kaže: "U prirodi se ništa ne gubi, ništa ne stvara, sve se transformira".
Da bismo općenito prikazali pretvorbe energije, razmotrimo opušteno oprugu (slika 1), odnosno oprugu koja nije rastezana. Izgled:
Za komprimiranje opruge potrebna je energija. Dakle, sila se primjenjuje na jedan od njezinih krajeva, tako da se skuplja. Kažemo da se primjenom sile na oprugu radi. Ovaj rad odgovara energiji koja se prenosi od osobe do opruge. Slika 2 predstavlja oprugu koja je već stisnuta i ima bravu na kolicima, što sprečava njeno oslobađanje.
Stlačeno proljeće pohranjuje energiju. Ta se energija, međutim, može očitovati samo uklanjanjem brave s kolica. Energija pohranjena u proljeće naziva se Elastična potencijalna energija. Potencijalno jer se može manifestirati i elastično jer se nalazi u deformiranom elastičnom tijelu.
Sada, gledajući sliku 3, primjećujemo da se kolica oslobodila. Kad je brava uklonjena, očitovala se potencijalna energija koja je bila pohranjena u proljeće, zbog čega se kolica pokrenula. Ponovno imamo posao. Sada ovaj rad odgovara energiji koja se prenosi s opruge na kolica. Energija koju je kolica stekla naziva se Kinetička energija.
Kinetička energija: to je energija koja je povezana s kretanjem tijela.
Potencijalna energija (gravitacijska, elastična, električna, itd.): to je energija koju tijelo ima u odnosu na određeni položaj koji zauzima.
U nedostatku trenja, ukupna mehanička energija sustava se čuva, samo pretvaranjem potencijalne energije u kinetičku energiju i obrnuto. Izgled:
Imec= Iç + IStr
Od velike je važnosti jasno staviti do znanja da su rad i oblici energije skalarne veličine.
rad sile
Rad je mjera energije koja se prenosi na tijelo zbog primjene sile duž pomaka. U fizici rad obično predstavlja W (koji dolazi iz engleskog djela) ili češće grčko slovo tau
.Da biste izračunali rad sile, važno je naglasiti da to može biti:
Rad konstantne sile paralelne s pomakom: izračunava se kada sila djeluje u istom smjeru kao i pomak. Može se izračunati na sljedeći način:
Budući da je kut između sile i pomaka jednak nuli, to čini kosinus ovog kuta jednakim 1, čineći izraz jednakim:
Gdje je D pomak koji je pretrpjelo tijelo.
Rad konstantne sile, a ne paralelan s pomakom:
Kada imamo primjenu konstantne sile, a ne paralelne, kao u gornjoj shemi, rad izračunavamo na sljedeći način:
Gdje? to je kut koji nastaje između sile i pomaka koje trpi tijelo.
U SI (Međunarodni sustav jedinica) rad je dan u džulima, što je predstavljeno slovom (J) a sila je dana u newtonima (N). Ova je jedinica dobila ime po britanskom fizičaru Jamesu Prescottu Jouleu. U CGS sustavu jedinica rada je erg = dina x centimetar.
Napisao Marco Aurélio da Silva
Brazilski školski tim