We leggen uit wat energie is in de natuurkunde, wat potentiële en kinetische energie is. Ook, hoe kracht werkt en wat werk is.
Wat is energie?
In fysiek, we verwijzen naar energie als het vermogen van een systeem of een fenomeen om een bepaalde taak uit te voeren. Het woord energie komt uit het Grieksenergiek wat "kracht van actie" of "kracht van het werk" betekent. Het is een concept dat veel wordt gebruikt in deze wetenschap en in andere in het algemeen, met verschillende betekenissen en betekenissen.
Dit vermogen om werk uit te voeren is essentieel in het belang van de natuurkunde in energie, aangezien deze discipline de systemen van de bestudeert natuur als acties en reacties waarin materie met elkaar in verband staat en energie wordt overgedragen van het ene systeem naar het andere, van de ene vorm naar de andere.
In feite wordt de energie geregeld volgens de tweede wet van de thermodynamica (in de klassieke mechanica, dat wil zeggen Newtoniaanse), die stelt dat de hoeveelheid energie van deuniversum het is altijd stabiel, permanent en kan niet worden gecreëerd of vernietigd, alleen worden getransformeerd.
Aan de andere kant, in relativistische mechanica, beheerst door deRelativiteitstheorie Albert Einstein, energie en massa- een nauwere relatie hebben die de beroemde vergelijking definieert E = m.c2, dat wil zeggen, energie is gelijk aan massatijdenlichtsnelheid kwadraat. Dus alle lichamen, simpelweg omdat ze uit materie zijn samengesteld, hebben een hoeveelheid energie die wordt gegeven door de vergelijking van Einstein.
Aan de andere kant zijn energie (E) en arbeid (W) equivalent, dus worden ze gemeten in hetzelfde type eenheden: Joules of Joules (J), dat wil zeggen Newton per meter (N / m).
Potentiële energie
Potentiële energie wordt geassocieerd met een lichaam of fysiek systeem dat wordt bepaald op grond van zijn positie of zijn hoogte, dat wil zeggen gebaseerd op een krachtenveld waarin het is ondergedompeld. Dit type energie kan worden ingedeeld in:
- Gravitatie potentiële energie. Het is de energie die een massief lichaam bezit wanneer het wordt ondergedompeld in een zwaartekrachtveld. Zwaartekrachtvelden worden gecreëerd rond objecten met massa's zeer groot (zoals de massa's van planeten en de zon). Een achtbaanauto heeft bijvoorbeeld een maximale potentiële energie op zijn maximale hoogtepositie omdat hij is ondergedompeld in het zwaartekrachtveld van de aarde. Zodra de wagen valt, verliest hij hoogte en wordt de potentiële energie omgezet in kinetische energie.
- Elektrostatische potentiële energie. Met betrekking tot elektriciteit past ook het concept van potentiële energie toe, die kan worden omgezet in andere vormen van energie, zoals: kinetiek, thermisch of licht, gezien de enorme veelzijdigheid van de elektromagnetisme. In dit geval is de energie het resultaat van het veld van elektrische krachten geproduceerd door de geladen deeltjes.
- Elastische potentiële energie. Elastische potentiële energie heeft te maken met de eigenschap van elasticiteit van materie, wat de neiging is om zijn oorspronkelijke vorm terug te krijgen na te zijn onderworpen aan vervormingskrachten die groter zijn dan zijn weerstand. Een duidelijk voorbeeld van elastische energie is die van een veer die uitrekt of samentrekt als gevolg van een externe kracht en terugkeert naar zijn oorspronkelijke positie zodra die kracht niet langer wordt uitgeoefend. Een ander voorbeeld is het pijl en boog systeem. In het laatste geval bereikt de elastische potentiële energie zijn maximale waarde wanneer de boog wordt getrokken door aan de elastische vezel te trekken, het hout licht te buigen, maar nog steeds met nulsnelheid. Het volgende moment wordt de potentiële energie kinetisch en wordt de pijl met volle snelheid naar voren geworpen.
Kinetische energie
Een lichaam dat met een bepaalde snelheid beweegt, heeft bijbehorende kinetische energie.
Kinetische energie is de energie van beweging en wordt meestal aangeduid met de tekensK, t ofecomdat het uiterst belangrijk is voor de verschillende gebieden van de natuurkunde. Een lichaam dat met een bepaalde snelheid beweegt, heeft bijbehorende kinetische energie.
Kinetische energie is de sleutel in het concept van temperatuur-, in feite is de temperatuur de kinetische energie van de deeltjes die deel uitmaken van een stof of object.
De traditionele formule voor het berekenen van de kinetische energie van een lichaam dat met een snelheid (v) beweegt, is de volgende:Ec = ½.m.v2
Kracht
in de natuurkunde, kracht Het is een vectorgrootheid (begiftigd met richting en gevoel) en kan de hoeveelheid beweging of de vorm van een bepaald lichaam of materiaal wijzigen. Het staat niet gelijk aan inspanning of energie.
Kracht wordt gemeten in het International System door Newtons (N). Eén Newton wordt gedefinieerd als de hoeveelheid kracht die nodig is om een object met een massa van 1 kg met 1 m / s2 te versnellen.
Functie
In de Newtoniaanse (klassieke) fysica wordt het werk van een kracht gedefinieerd als het product van de kracht en de afstand waarover die kracht wordt uitgeoefend.
Dit werk zal gelijk zijn aan de hoeveelheid energie die nodig is om het snel te verplaatsen.
Werk wordt weergegeven door het symboolW (van Engelshet werk), is een scalaire grootheid (zonder richting) en wordt uitgedrukt in dezelfde eenheden als energie (joule).