エネルギーとは何かという定義はありませんが、その存在が仕事を可能にすることはわかっています。 たとえば、食品に蓄えられたエネルギーは、人の体の臓器を適切に機能させます。 燃料は自動車を動かします。 同様に、バッテリーによって生成された電気エネルギーにより、エネルギー伝導ワイヤー内の電子が動き回ります。
エネルギーについて話すとき、省エネの原則を強調することは非常に重要です。 ラヴォワジエによれば、この原則は次のように述べています。「自然界では、何も失われず、何も創造されず、すべてが変化します」。
一般的なエネルギー変換を例示するために、弛緩したばね(図1)、つまり伸びていないばねについて考えてみましょう。 見てください:
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ばねを圧縮するにはエネルギーが必要です。 したがって、力がその端の1つに適用され、収縮します。 バネに力を加えることで仕事ができると言います。 この作品は、人から春に伝わるエネルギーに対応しています。 図2は、スプリングがすでに圧縮されており、カートにロックがかかっているため、スプリングが解放されないことを示しています。
圧縮されたばねはエネルギーを蓄えます。 ただし、このエネルギーは、カートからロックを外すことによってのみ明らかになります。 ばねに蓄えられたエネルギーは弾性ポテンシャルエネルギーと呼ばれます。 それは変形した弾性体の中にあるので、それ自体と弾性を発揮することができるので、可能性があります。
ここで、図3を見ると、カートが解放されていることがわかります。 ロックが解除されると、バネに蓄えられていた位置エネルギーが現れ、カートが動き始めました。 ここでも作業が完了しました。 現在、この仕事は、ばねからカートに伝達されるエネルギーに対応しています。 カートが獲得したエネルギーは運動エネルギーと呼ばれます。
運動エネルギー: 体の動きに関係するのはエネルギーです。
位置エネルギー(重力、弾性、電気など): それは、身体が占める特定の位置に関連して身体が持つエネルギーです。
摩擦がない場合、システムの総力学的エネルギーは保存され、位置エネルギーが運動エネルギーに、またはその逆に変換されるだけです。 見てください:
そしてmec= ANDç + ANDP
仕事とエネルギーの形態がスカラー量であることを明確にすることは非常に重要です。
力の働き
仕事は、変位に沿って力を加えることにより、物体に伝達されるエネルギーの尺度です。 物理学では、仕事は通常W(英語の仕事に由来する)またはより一般的にはギリシャ文字のタウで表されます。
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力の仕事を計算するには、次のことができることを強調することが重要です。
変位に平行な一定の力の仕事: 変位と同じ方向に力が加えられている場合に計算されます。 次のように計算できます。
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力と変位の間の角度がゼロであるため、この角度の余弦は1に等しくなり、式は次のようになります。
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ここで、Dは体が受ける変位です。
変位と平行ではなく、一定の力の仕事:
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上記のスキームのように、平行ではなく一定の力を加えた場合、次のように仕事を計算します。
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どこで? それは、力と体が受ける変位との間に形成される角度です。
SI(国際単位系)では、仕事はジュールで与えられ、それは文字(J)そして力はニュートンで与えられます(N). このユニットは、英国の物理学者ジェームズプレスコットジュールにちなんで名付けられました。 CGSシステムでは、作業単位はerg = dyne xcentimeterです。
マルクス・アウレリオ・ダ・シルバ
ブラジルの学校チーム