Nie ma definicji czym jest energia, ale wiemy, że jej istnienie umożliwia pracę. Na przykład energia zmagazynowana w pożywieniu sprawia, że narządy ciała człowieka funkcjonują prawidłowo. Paliwa napędzają pojazdy silnikowe. Podobnie energia elektryczna wytwarzana przez akumulator powoduje ruch elektronów w przewodach przewodzących energię.
Mówiąc o energii, niezwykle ważne jest podkreślenie zasady zachowania energii. Ta zasada, według Lavoisiera, mówi: „W naturze nic nie jest stracone, nic nie powstaje, wszystko się zmienia”.
Aby ogólnie zilustrować przemiany energii, rozważmy sprężynę rozluźnioną (rysunek 1), czyli sprężynę, która nie jest rozciągnięta. Popatrz:
Aby ścisnąć sprężynę, potrzebna jest energia. W ten sposób do jednego z jego końców przyłożona jest siła, która kurczy się. Mówimy, że przyłożenie siły do sprężyny kończy pracę. Ta praca odpowiada energii przekazanej od osoby do źródła. Rysunek 2 przedstawia sprężynę już ściśniętą i z blokadą na wózku, uniemożliwiającą jej zwolnienie.
Ściśnięta sprężyna magazynuje energię. Ta energia może się jednak zamanifestować tylko poprzez zdjęcie blokady z wózka. Energia zmagazynowana w sprężynie nazywana jest Elastyczną Energią Potencjalną. Potencjalna, ponieważ może się zamanifestować i elastyczna, ponieważ znajduje się w zdeformowanym, sprężystym ciele.
Teraz, patrząc na rysunek 3, zauważamy, że wózek sam się uwolnił. Gdy blokada została usunięta, energia potencjalna zmagazynowana w sprężynie ujawniła się, powodując, że wózek zaczął się poruszać. Znowu mamy wykonaną pracę. Teraz ta praca odpowiada energii przekazanej ze sprężyny do wózka. Energia, którą nabył wózek, nazywana jest energią kinetyczną.
Energia kinetyczna: to energia związana z ruchem ciał.
Energia potencjalna (grawitacyjna, sprężysta, elektryczna itp.): jest to energia, jaką posiada ciało w związku z określoną pozycją, jaką zajmuje.
W przypadku braku tarcia, całkowita energia mechaniczna układu jest zachowywana, z tylko transformacją energii potencjalnej na energię kinetyczną i odwrotnie. Popatrz:
Imec= ANDdo + IP
Bardzo ważne jest, aby wyjaśnić, że praca i formy energii są wielkościami skalarnymi.
praca siły
Praca jest miarą energii, która jest przekazywana ciału w wyniku przyłożenia siły wzdłuż przemieszczenia. W fizyce praca jest zwykle reprezentowana przez W (pochodzące od pracy angielskiej) lub częściej grecką literę tau
.Aby obliczyć pracę siły, należy podkreślić, że może to być:
Praca stałej siły równoległej do przemieszczenia: jest obliczana, gdy siła jest przyłożona w tym samym kierunku co przemieszczenie. Można go obliczyć w następujący sposób:
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Ponieważ kąt między siłą a przemieszczeniem wynosi zero, cosinus tego kąta jest równy 1, co sprawia, że wyrażenie jest równoważne:
Gdzie D jest przemieszczeniem ciała.
Praca o stałej sile i nierównoległa do przemieszczenia:
Gdy mamy przyłożenie siły stałej, a nie równoległej, jak na powyższym schemacie, pracę obliczamy w następujący sposób:
Gdzie? jest to kąt utworzony między siłą a przemieszczeniem ciała.
W SI (Międzynarodowy Układ Jednostek Miar) praca podawana jest w dżulach, co jest reprezentowane przez literę (jot) a siła jest podawana w niutonach (N). Ta jednostka nosi imię brytyjskiego fizyka Jamesa Prescotta Joule'a. W systemie CGS jednostką pracy jest erg = dyna x centymetr.
Autor: Marco Aurélio da Silva
Brazylijska drużyna szkolna
Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. „Energia i praca siły”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/trabalho.htm. Dostęp 27 czerwca 2021 r.
