Nėra apibrėžimo, kas yra energija, bet mes žinome, kad jos egzistavimas leidžia dirbti. Pavyzdžiui, maiste sukaupta energija priverčia žmogaus kūno organus tinkamai veikti. Kuras priverčia judėti motorines transporto priemones. Panašiai, akumuliatoriaus gaminama elektros energija priverčia judėti energiją praleidžiančiuose laiduose esančiais elektronais.
Kalbant apie energiją, nepaprastai svarbu pabrėžti energijos taupymo principą. Šis principas, pasak Lavoisier, sako: „Gamtoje nieko neprarandama, niekas nesukuriama, viskas transformuojama“.
Norėdami apskritai parodyti energijos virsmą, apsvarstykime atpalaiduotą spyruoklę (1 pav.), Tai yra netempiamą. Pažvelk:
Spyruoklei suspausti reikalinga energija. Taigi jėga taikoma vienai iš jos galų, kad ji susitrauktų. Mes sakome, kad pritaikius jėgą spyruoklei, darbas yra padarytas. Šis darbas atitinka energiją, perduodamą iš žmogaus į šaltinį. 2 paveiksle pavaizduota jau suspausta spyruoklė su vežimėlio spyna, neleidžiančia jos atlaisvinti.
Suspausta spyruoklė kaupia energiją. Tačiau ši energija gali pasireikšti tik pašalinus spyną iš vežimėlio. Pavasarį sukaupta energija vadinama elastine potencialia energija. Potencialas, nes jis gali pasireikšti ir būti elastingas, nes jis yra deformuotame elastingame kūne.
Dabar, žiūrėdami į 3 paveikslą, pastebime, kad vežimėlis išsilaisvino. Nuėmus spyną, potenciali energija, kuri buvo sukaupta pavasaryje, pasireiškė, todėl vežimėlis įgijo judėjimą. Vėl turime darbą. Dabar šis darbas atitinka energiją, perduodamą iš spyruoklės į vežimėlį. Energija, kurią įgijo vežimėlis, vadinama kinetine energija.
Kinetinė energija: tai energija, susijusi su kūnų judėjimu.
Potenciali energija (gravitacinė, elastinė, elektrinė ir kt.): tai energija, kurią kūnas turi tam tikros užimamos padėties atžvilgiu.
Jei nėra trinties, visa sistemos mechaninė energija yra išsaugoma, tik galimą energiją paverčiant kinetine energija ir atvirkščiai. Pažvelk:
IRmec= IRç + IRP
Labai svarbu aiškiai pasakyti, kad darbas ir energijos formos yra skaliariniai dydžiai.
jėgos darbas
Darbas yra energijos, kuri perduodama kūnui, dėl jėgos taikymo išilgai poslinkio, matas. Fizikoje darbą paprastai žymi W (kilęs iš anglų kalbos veikalo) arba dažniausiai graikų raidė tau
.Norint apskaičiuoti jėgos darbą, svarbu pabrėžti, kad tai gali būti:
Pastovios jėgos, lygiagrečios poslinkiui, darbas: apskaičiuojamas, kai jėga veikia ta pačia kryptimi kaip ir poslinkis. Tai galima apskaičiuoti taip:
Kadangi kampas tarp jėgos ir poslinkio yra lygus nuliui, šio kampo kosinusas yra lygus 1, o išraiška yra lygi:
Kur D yra kūno patiriamas poslinkis.
Pastovios jėgos darbas, o ne lygiagrečiai poslinkiui:
Kai taikome pastovią jėgą, o ne lygiagrečiai, kaip pirmiau pateiktoje schemoje, mes apskaičiuojame darbą taip:
Kur? tai kampas, susidaręs tarp jėgos ir kūno patirto poslinkio.
SI (tarptautinėje vienetų sistemoje) darbas pateiktas džauliais, kurį žymi raidė (Dž) ir jėga nurodoma niutonais (N). Šis padalinys pavadintas britų fiziko Jameso Prescotto Joule'o vardu. CGS sistemoje darbo vienetas yra erg = dyne x centimetras.
Autorius Marco Aurélio da Silva
Brazilijos mokyklos komanda
