Nu există o definiție a ceea ce este energia, dar știm că existența ei face posibilă funcționarea. Energia stocată în alimente, de exemplu, face ca organele corpului unei persoane să funcționeze corect. Combustibilii fac mișcarea autovehiculelor. La fel, energia electrică produsă de baterie determină deplasarea electronilor din firele conductoare de energie.
Când vorbim despre energie, este extrem de important să subliniem principiul conservării energiei. Acest principiu, potrivit lui Lavoisier, spune: „În natură nu se pierde nimic, nu se creează nimic, totul se transformă”.
Pentru a exemplifica conversiile de energie în general, să luăm în considerare un arc relaxat (figura 1), adică un arc care nu este întins. Uite:
Pentru comprimarea arcului este nevoie de energie. Astfel, o forță este aplicată la unul dintre capetele sale, astfel încât să se contracte. Spunem că prin aplicarea forței asupra arcului, se lucrează. Această lucrare corespunde energiei transferate de la persoană la izvor. Figura 2 reprezintă arcul deja comprimat și cu o încuietoare pe cărucior, împiedicând eliberarea acestuia.
Arcul comprimat stochează energie. Această energie, totuși, se poate manifesta doar prin scoaterea încuietorii din coș. Energia stocată în primăvară se numește energie potențială elastică. Potențial pentru că se poate manifesta și elastic pentru că se află într-un corp elastic deformat.
Acum, uitându-ne la Figura 3, observăm că coșul s-a eliberat. Când încuietoarea a fost îndepărtată, energia potențială care a fost stocată în arc s-a manifestat, determinând căruța să capete mișcare. Din nou avem treaba făcută. Acum această lucrare corespunde energiei transferate de la izvor la cărucior. Energia pe care a căpătat-o căruța se numește Energie cinetică.
Energie kinetică: energia este legată de mișcarea corpurilor.
Energie potențială (gravitațională, elastică, electrică etc.): este energia pe care o are corpul în raport cu poziția specială pe care o ocupă.
În absența fricțiunii, energia mecanică totală a unui sistem este conservată, cu doar transformarea energiei potențiale în energie cinetică și invers. Uite:
ȘImec= ȘIç + ȘIP
Este foarte important să se clarifice faptul că munca și formele de energie sunt cantități scalare.
opera unei forțe
Munca este măsura energiei care este transferată unui corp, datorită aplicării unei forțe de-a lungul unei deplasări. În fizică, munca este de obicei reprezentată de W (care provine din lucrarea engleză) sau mai frecvent de litera greacă tau
.Pentru a calcula munca unei forțe, este important să subliniem că poate fi:
Lucrarea unei forțe constante paralele cu deplasarea: se calculează atunci când forța este aplicată în aceeași direcție cu deplasarea. Se poate calcula după cum urmează:
Deoarece unghiul dintre forță și deplasare este zero, acesta face cosinusul acestui unghi egal cu 1, făcând expresia echivalentă cu:
Unde D este deplasarea suferită de corp.
Lucrare cu o forță constantă și nu paralelă cu deplasarea:
Când avem aplicația forței constante și nu paralele, ca în schema de mai sus, calculăm lucrarea după cum urmează:
Unde? este unghiul format între forță și deplasarea suferită de corp.
În SI (sistemul internațional de unități) lucrarea este dată în joule, care este reprezentată de litera (J) și forța este dată în newton (N). Această unitate poartă numele fizicianului britanic James Prescott Joule. În sistemul CGS, unitatea de lucru este erg = dyne x centimetru.
De Marco Aurélio da Silva
Echipa școlii din Brazilia
