Ni definicije, kaj je energija, vemo pa, da njen obstoj omogoča delo. Energija, shranjena v hrani, na primer poskrbi, da človekovi telesni organi pravilno delujejo. Zaradi goriv se motorna vozila premikajo. Prav tako električna energija, ki jo proizvaja baterija, povzroči gibanje elektronov v žicah, ki prevajajo energijo.
Ko govorimo o energiji, je izredno pomembno poudariti načelo varčevanja z energijo. To načelo po Lavoisierjevem mnenju pravi: "V naravi se nič ne izgubi, nič ne ustvari, vse se spremeni".
Da bi ponazorili pretvorbo energije na splošno, si oglejmo sproščeno vzmet (slika 1), to je vzmet, ki ni raztegnjena. Poglej:
Za stiskanje vzmeti je potrebna energija. Tako se sila uporabi na enem od njenih koncev, tako da se ta krči. Pravimo, da z uporabo sile na vzmet opravimo delo. To delo ustreza energiji, ki jo oseba prenese na vzmet. Slika 2 predstavlja že stisnjeno vzmet s ključavnico na vozičku, ki preprečuje njeno sprostitev.
Stisnjena vzmet shranjuje energijo. Ta energija pa se lahko pokaže le z odstranitvijo ključavnice iz vozička. Spomladi shranjena energija se imenuje Elastična potencialna energija. Potencialno, ker se lahko pokaže in elastično, ker je v deformiranem elastičnem telesu.
Zdaj, ko pogledamo sliko 3, opazimo, da se je voziček osvobodil. Ko je bila ključavnica odstranjena, se je pokazala potencialna energija, ki je bila shranjena spomladi, kar je povzročilo premikanje vozička. Ponovno imamo opravljeno delo. Zdaj to delo ustreza energiji, ki se prenaša od vzmeti do vozička. Energija, ki jo je voz pridobil, se imenuje Kinetična energija.
Kinetična energija: energija je tista, ki je povezana z gibanjem teles.
Potencialna energija (gravitacijska, elastična, električna itd.): to je energija, ki jo ima telo glede na določen položaj, ki ga zaseda.
V odsotnosti trenja se celotna mehanska energija sistema ohrani, le s pretvorbo potencialne energije v kinetično in obratno. Poglej:
INmec= INç + INP
Zelo pomembno je pojasniti, da sta delo in oblike energije skalarne količine.
delo sile
Delo je merilo energije, ki se prenese na telo zaradi delovanja sile vzdolž premika. V fiziki delo običajno predstavlja W (ki izhaja iz angleškega dela) ali bolj pogosto grška črka tau
.Za izračun dela sile je pomembno poudariti, da je lahko:
Delo konstantne sile, vzporedno s premikom: izračuna se, ko je sila, ki deluje v isti smeri kot premik. Izračuna se lahko na naslednji način:
Ker je kot med silo in premikom enak nič, je kosinus tega kota enak 1, zaradi česar je izraz enak:
Kjer je D premik, ki ga trpi telo.
Delo s konstantno silo in ne vzporedno s premikom:
Ko uporabimo konstantno silo in ne vzporedno, kot v zgornji shemi, izračunamo delo na naslednji način:
Kje? to je kot, ki nastane med silo in premikom telesa.
V SI (Mednarodni sistem enot) je delo dano v džulih, ki je predstavljeno s črko (J) in sila je podana v newtonih (N). Ta enota je poimenovana po britanskem fiziku Jamesu Prescottu Jouleju. V sistemu CGS je delovna enota erg = dyne x centimeter.
Avtor Marco Aurélio da Silva
Brazilska šolska ekipa
