Det er ingen definisjon av hva energi er, men vi vet at dens eksistens muliggjør arbeid. Energien som er lagret i mat, får for eksempel kroppens organer til å fungere skikkelig. Drivstoff får motorvogner til å bevege seg. Likeledes får den elektriske energien produsert av batteriet elektronene i de ledende ledningene til å bevege seg rundt.
Når du snakker om energi, er det ekstremt viktig å understreke energibesparelsesprinsippet. Dette prinsippet, ifølge Lavoisier, sier: "I naturen går ingenting tapt, ingenting skapes, alt blir forvandlet".
For å eksemplifisere energiomdannelser generelt, la oss vurdere en avslappet fjær (figur 1), det vil si en fjær som ikke er strukket. Se:
For å komprimere fjæren kreves det energi. Dermed påføres en kraft i den ene enden, slik at den trekker seg sammen. Vi sier at ved å bruke kraft på våren, jobbes det. Dette arbeidet tilsvarer energien som overføres fra personen til våren. Figur 2 representerer fjæren som allerede er komprimert og med en lås på vognen, og forhindrer at den frigjøres.
Den komprimerte våren lagrer energi. Denne energien kan imidlertid bare manifesteres ved å fjerne låsen fra vognen. Energien som er lagret på våren kalles Elastic Potential Energy. Potensielt fordi det kan manifestere seg og elastisk fordi det er i en deformert elastisk kropp.
Nå ser vi på figur 3 og merker at vognen har frigjort seg. Da låsen ble fjernet, manifesterte den potensielle energien som ble lagret på våren, og fikk vognen til å få bevegelse. Igjen har vi jobbet gjort. Nå tilsvarer dette arbeidet energien som overføres fra våren til vognen. Energien som vognen har skaffet seg kalles Kinetic Energy.
Kinetisk energi: det er energien som er relatert til kroppens bevegelse.
Potensiell energi (tyngdekraft, elastisk, elektrisk, etc.): det er energien kroppen har i forhold til den spesielle posisjonen den inntar.
I fravær av friksjon, bevares den totale mekaniske energien til et system, med bare transformasjonen av potensiell energi til kinetisk energi og omvendt. Se:
OGmec= OGç + OGP
Det er veldig viktig å gjøre det klart at arbeid og energiformer er skalære mengder.
arbeid av en styrke
Arbeid er målet for energien som overføres til en kropp på grunn av påføring av en kraft langs en forskyvning. I fysikk representeres arbeid vanligvis av W (som kommer fra det engelske arbeidet) eller oftere den greske bokstaven tau
.For å beregne arbeidet til en styrke er det viktig å understreke at det kan være:
Arbeid med en konstant kraft parallelt med forskyvning: beregnes når du har kraften som påføres i samme retning som forskyvningen. Det kan beregnes som følger:
Siden vinkelen mellom kraften og forskyvningen er null, gjør den cosinusen til denne vinkelen lik 1, noe som gjør uttrykket ekvivalent med:
Hvor D er forskyvningen som kroppen lider av.
Arbeid med konstant kraft og ikke parallelt med forskyvningen:
Når vi har påføring av konstant kraft og ikke parallell, som i skjemaet ovenfor, beregner vi arbeidet som følger:
Hvor? det er vinkelen som dannes mellom kraften og forskyvningen som kroppen lider av.
I SI (International System of Units) er arbeidet gitt i joule, som er representert med bokstaven (J) og styrken er gitt i newton (N). Denne enheten er oppkalt etter den britiske fysikeren James Prescott Joule. I CGS-systemet er arbeidsenheten erg = dyne x centimeter.
Av Marco Aurélio da Silva
Brasil skolelag
