Главная
Физика что такое энергия: Энергия как физическая величина. Виды энергии. Физика, 7 класс: уроки, тесты, задания.

Физика что такое энергия: Энергия как физическая величина. Виды энергии. Физика, 7 класс: уроки, тесты, задания.

Содержание

Физика Энергия. Кинетическая энергия и её изменение

Материалы к уроку

Конспект урока

Для совершения работы необходимо, чтобы на движущееся тело действовала та или иная сила.  Тепловые двигатели обеспечивают действие силы до тех пор, пока не кончится топливо, электродвигатель – до тех пор, пока к нему подводится ток. Однако эти двигатели достаточно сложны.
Рассмотрим более простые системы движущихся тел, которые взаимодействуют между собой посредством сил тяготения и способны в той или иной мере деформироваться. Например, такие тела, как пружина или резиновый шнур, деформируются значительно. Каменные, деревянные, металлические тела деформируются так незначительно, что их деформациями обычно можно пренебречь. Будем считать, что никаких химических превращений тел не происходит, и что в системе нет заряженных тел и электрических токов. Можно заметить, что поднятые над землей грузы, а также системы, имеющие сжатые пружины, способны действовать на движущееся тело и совершать работу. Но способность таких тел совершать работу сохраняется лишь в течение определенного промежутка времени. 

Растянутая пружина, сжимаясь, совершает работу, например, закрывает дверь. Эту работу пружина может совершать только в растянутом состоянии. Как только пружина сожмется до первоначального состояния, силы перестанут совершать работу.
На поднятый на какую-то высоту груз, действуют силы тяготения. Эти силы могут совершить работу – переместить груз вниз. Эта работа может быть совершена только в течение небольшого промежутка времени. Рано или поздно груз опустится на землю и силы перестанут совершать работу.
Совершение работы не проходит для системы тел бесследно. Рассмотрим, например, часы с пружинным заводом. При заводе часов состояние системы (часового механизма) меняется так, что она приобретает способность совершать работу в течение длительного времени.
Пружина поддерживает движение всех колес, стрелок и маятника, испытывающих сопротивление движению, вызванное трением. По мере хода часов способность пружины совершать работу постепенно утрачивается. Состояние пружины меняется.
Подобным образом при совершении работы меняется состояние сжатого газа и скоростей движущихся тел.
Совершая механическую работу, тело или система тел переходят из одного состояния в другое, в котором их энергия минимальна. Растянутая пружина на двери распрямляется – дверь перестает двигаться. Чугунная баба копра опускается и останавливается. Пружина часов распрямляется – стрелки часов останавливаются. При совершении работы энергия постепенно расходуется. Для того чтобы система опять приобрела способность совершать работу, надо изменить ее состояние: растянуть пружину на двери, поднять бабу копра вверх,  завертеть пружину часов. Для этого внешние силы должны совершить над системой положительную работу.
Энергия характеризует способность тела или системы тел совершать работу.
Энергия в механике  –  величина, определяемая состоянием системы – положением тел и их скоростями; изменение энергии при переходе системы из одного состояния в другое равно работе внешних сил.
В механике состояние системы определяется положением тел и их скоростями. Сначала выясним, как энергия тел зависит от их скоростей.
Подсчитаем работу постоянной силы, действующей на тело с определенной массой  при его прямолинейном движении. Пусть направление силы совпадает с направлением скорости тела. В этом случае направления вектора   перемещения  и   вектора  
силы  совпадают.  Поэтому работа силы  равна произведению модуля вектора силы на модуль перемещения тела.
Выберем координатную ось ОХ так, чтобы векторы силы начальной скорости, конечной скорости и перемещения были направлены в сторону положительного направления этой оси.
Тогда изменение вектора перемещения будет равно изменению координаты Х, и формулу для работы можно записать так: работа, совершаемая силой, равна произведению модуля вектора силы на изменение координаты тела.  
Так как точка движется с постоянным ускорением, то изменение ее координаты  при переходе из начального положения в конечное можно найти по известной нам из кинематики формуле: изменение координаты тела равно сумме произведения вектора начальной скорости на время и полупроизведению вектора ускорения на квадрат скорости или отношению разности квадратов конечной и начальной скоростей к удвоенному вектору ускорения.
Подставляя эту формулу в формулу работы и учитывая второй закон Ньютона, получим: работа равна произведению массы тела на его ускорение и на отношение разности квадратов конечной и начальной скоростей к удвоенному вектору ускорения. Проведя некоторые математические преобразования, получаем, что работа равна разности двух величин: полупроизведения массы тела на квадрат его конечной скорости и полупроизведения массы тела на квадрат его начальной скорости, то есть изменению полупроизведения массы тела и квадрата его скорости.
Эта формула, выведенная для случая прямолинейного  движения тела, на которое действует постоянная сила, справедлива и в тех случаях, когда на тело действует переменная сила и оно движется по криволинейной траектории.

Величина, равная полупроизведению массы тела на квадрат его скорости  представляет собой энергию, которую имеет тело, движущееся с конкретной скоростью. Эту энергию называют кинетической, от греческого слова «кинема» – движение.
Кинетическая энергия тела равна половине произведения массы тела на квадрат его скорости.
Энергия измеряется в тех же единицах, что и работа, в джоулях.
Полученную нами формулу работы можно записать так: работа равна изменению кинетической энергии. Это равенство выражает теорему об изменении кинетической энергии: изменение кинетической энергии тела (материальной точки) за некоторый промежуток времени равно работе, совершенной за то же время силой, действующей на тело. 
Если на тело действует несколько сил, то изменение его кинетической энергии равно сумме работ всех сил, действующих на тело.
Кинетическая энергия тел зависит только от их масс и скоростей. Полная механическая энергия системы зависит от скоростей тел и расстояний между ними.
Для того чтобы вычислить ту часть энергии, которая зависит от расстояний между телами, нужно предварительно рассмотреть вопрос о работе силы тяжести и силы упругости.
Движущееся тело обладает кинетической энергией. Эта энергия равна работе, которую надо совершить, чтобы увеличить скорость тела от нуля до определенного значения.

Остались вопросы по теме? Наши репетиторы готовы помочь!

  • Подготовим к ЕГЭ, ОГЭ и другим экзаменам

  • Найдём слабые места по предмету и разберём ошибки

  • Повысим успеваемость по школьным предметам

  • Поможем подготовиться к поступлению в любой ВУЗ

Выбрать репетитора

Физики впервые получили материю из чистой энергии

https://ria.ru/20210730/fotony-1743632531.html

Физики впервые получили материю из чистой энергии

Физики впервые получили материю из чистой энергии – РИА Новости, 30.07.2021

Физики впервые получили материю из чистой энергии

Ученые, работающие на детекторе STAR в Брукхейвенской национальной лаборатории в США, сообщили о том, что им удалось получить убедительные доказательства двух. .. РИА Новости, 30.07.2021

2021-07-30T14:56

2021-07-30T14:56

2021-07-30T17:23

наука

сша

космос – риа наука

министерство энергетики сша

физика

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e5/07/1e/1743629095_0:28:700:422_1920x0_80_0_0_c5bc4df77277ac36e880bb9f70258a55.png

МОСКВА, 30 июл — РИА Новости. Ученые, работающие на детекторе STAR в Брукхейвенской национальной лаборатории в США, сообщили о том, что им удалось получить убедительные доказательства двух физических явлений, предсказанных более 80 лет назад, — образование вещества непосредственно из света и того, что магнетизм может изгибать поляризованные фотоны в вакууме. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.Детектор STAR — один из четырех экспериментов на коллайдере релятивистских ионов (RHIC) в Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США. Основное открытие состоит в том, что пары электронов и позитронов — частицы вещества и антивещества — могут быть созданы непосредственно путем столкновения очень энергичных фотонов, которые представляют собой квантовые “пакеты” света.Это преобразование энергичного света в материю — прямое следствие знаменитого уравнения Эйнштейна E = mc2, в котором говорится, что энергия и материя, или масса, взаимозаменяемы. Ядерные реакции на Солнце и на атомных электростанциях регулярно превращают вещество в энергию. Теперь ученые преобразовали световую энергию назад в материю непосредственно за один шаг.Второй результат показывает, что путь света, проходящего через магнитное поле в вакууме, изгибается по-разному, в зависимости от того, как этот свет поляризован. Такое зависящее от поляризации отклонение, известное как двойное лучепреломление, происходит, когда свет проходит через определенные материалы.Оба результата были получены благодаря способности детектора RHIC STAR измерять угловое распределение частиц, образующихся при скользящих столкновениях ионов золота, движущихся почти со скоростью света. Таких возможностей не существовало, когда в 1934 году физики Грегори Брейт и Джон Уиллер впервые описали гипотетическую возможность столкновения легких частиц с образованием пар электронов и их аналогов из антивещества, известных как позитроны.”В своей статье Брейт и Уиллер отметили, что это практически невозможно сделать, — приводятся в пресс-релизе Брукхейвенской лаборатории слова одного из авторов исследования, физика Чжанбу Сю (Zhangbu Xu), члена коллаборации RHIC STAR. — Лазеров тогда еще не было. Но Брейт и Уиллер предложили альтернативу — ускорение тяжелых ионов. И это именно то, что мы делаем в RHIC”.Ученые разогнали ионы золота до 99,995 процента скорости света в двух кольцах коллайдера.”У нас есть два облака фотонов, движущихся в противоположных направлениях с достаточной энергией и интенсивностью, чтобы, когда два иона скользят мимо друг друга, не сталкиваясь, эти фотонные поля могли взаимодействовать”, — объясняет Сю.Физики STAR отслеживали взаимодействия и искали предсказанные электрон-позитронные пары. Но такие пары частиц могут быть созданы в том числе с помощью кратковременных состояний “виртуальных” фотонов. Чтобы отличить реальные фотоны от виртуальных, авторы анализировали закономерности углового распределения каждого электрона по отношению к его позитрону-партнеру. Эти паттерны распределения различаются для пар, образованных взаимодействием реальных и виртуальных фотонов.”Мы также измерили энергию, массовое распределение и квантовые числа систем. Они согласуются с теоретическими расчетами и подтверждают, что это могло произойти с реальными фотонами, — говорит еще один участник исследования, Дэниел Бранденбург (Daniel Brandenburg), научный сотрудник Брукхейвенской лаборатории. — Наши результаты представляют собой четкое свидетельство прямого одноэтапного создания пар “материя — антивещество” в результате столкновений света, как первоначально предсказывали Брейт и Уиллер”.Еще в одном эксперименте ученые доказали, что поляризация влияет на взаимодействие света с магнитным полем в вакууме. Этот эффект, подобный тому, как зависящее от длины волны отклонение разделяет белый свет на радугу, был предсказан еще в 1936 году. Но в эксперименте явление поляризационно-зависимого отклонения света в вакууме наблюдали впервые.

https://ria.ru/20210603/materiya-1735411502.html

https://ria.ru/20210428/kvanty-1730195883.html

сша

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e5/07/1e/1743629095_79:0:700:466_1920x0_80_0_0_9309819077148a60059512d155849de1.png

1920

1920

true

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

сша, космос – риа наука, министерство энергетики сша, физика

Наука, США, Космос – РИА Наука, Министерство энергетики США, Физика

МОСКВА, 30 июл — РИА Новости. Ученые, работающие на детекторе STAR в Брукхейвенской национальной лаборатории в США, сообщили о том, что им удалось получить убедительные доказательства двух физических явлений, предсказанных более 80 лет назад, — образование вещества непосредственно из света и того, что магнетизм может изгибать поляризованные фотоны в вакууме. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Детектор STAR — один из четырех экспериментов на коллайдере релятивистских ионов (RHIC) в Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США.

Основное открытие состоит в том, что пары электронов и позитронов — частицы вещества и антивещества — могут быть созданы непосредственно путем столкновения очень энергичных фотонов, которые представляют собой квантовые “пакеты” света.

Это преобразование энергичного света в материю — прямое следствие знаменитого уравнения Эйнштейна E = mc2, в котором говорится, что энергия и материя, или масса, взаимозаменяемы. Ядерные реакции на Солнце и на атомных электростанциях регулярно превращают вещество в энергию. Теперь ученые преобразовали световую энергию назад в материю непосредственно за один шаг.

Второй результат показывает, что путь света, проходящего через магнитное поле в вакууме, изгибается по-разному, в зависимости от того, как этот свет поляризован. Такое зависящее от поляризации отклонение, известное как двойное лучепреломление, происходит, когда свет проходит через определенные материалы.

3 июня 2021, 13:11Наука

Физики предположили, что темная материя существует в другом измерении

Оба результата были получены благодаря способности детектора RHIC STAR измерять угловое распределение частиц, образующихся при скользящих столкновениях ионов золота, движущихся почти со скоростью света. Таких возможностей не существовало, когда в 1934 году физики Грегори Брейт и Джон Уиллер впервые описали гипотетическую возможность столкновения легких частиц с образованием пар электронов и их аналогов из антивещества, известных как позитроны.

“В своей статье Брейт и Уиллер отметили, что это практически невозможно сделать, — приводятся в пресс-релизе Брукхейвенской лаборатории слова одного из авторов исследования, физика Чжанбу Сю (Zhangbu Xu), члена коллаборации RHIC STAR. — Лазеров тогда еще не было. Но Брейт и Уиллер предложили альтернативу — ускорение тяжелых ионов. И это именно то, что мы делаем в RHIC”.

Ученые разогнали ионы золота до 99,995 процента скорости света в двух кольцах коллайдера.

“У нас есть два облака фотонов, движущихся в противоположных направлениях с достаточной энергией и интенсивностью, чтобы, когда два иона скользят мимо друг друга, не сталкиваясь, эти фотонные поля могли взаимодействовать”, — объясняет Сю.

Физики STAR отслеживали взаимодействия и искали предсказанные электрон-позитронные пары. Но такие пары частиц могут быть созданы в том числе с помощью кратковременных состояний “виртуальных” фотонов. Чтобы отличить реальные фотоны от виртуальных, авторы анализировали закономерности углового распределения каждого электрона по отношению к его позитрону-партнеру. Эти паттерны распределения различаются для пар, образованных взаимодействием реальных и виртуальных фотонов.

28 апреля 2021, 18:00Наука

Физики впервые создали молекулярную квантовую систему

“Мы также измерили энергию, массовое распределение и квантовые числа систем. Они согласуются с теоретическими расчетами и подтверждают, что это могло произойти с реальными фотонами, — говорит еще один участник исследования, Дэниел Бранденбург (Daniel Brandenburg), научный сотрудник Брукхейвенской лаборатории. — Наши результаты представляют собой четкое свидетельство прямого одноэтапного создания пар “материя — антивещество” в результате столкновений света, как первоначально предсказывали Брейт и Уиллер”.

Еще в одном эксперименте ученые доказали, что поляризация влияет на взаимодействие света с магнитным полем в вакууме. Этот эффект, подобный тому, как зависящее от длины волны отклонение разделяет белый свет на радугу, был предсказан еще в 1936 году. Но в эксперименте явление поляризационно-зависимого отклонения света в вакууме наблюдали впервые.

Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия

Энергия. Кинетическая и потенциальная энергия

«Переворачивая каждый новый камень,

мы находим невообразимую странность,

ведущую нас к удивительным открытиям…»

Ричард Фейман

В этой теме познакомимся с очень важным физическим понятием – понятием энергии.

Люди часто употребляют слово энергия. Например, это электроэнергия, которая обеспечивает освещение в домах, освещение на улицах, да и работу различных приборов, таких, как компьютер, холодильник, микроволновая печь и так далее. Различные виды транспорта, такие как, автомобили, корабли, самолеты и так далее используют энергию топлива. Да и в самом человеке жизненные процессы поддерживаются за счет энергии, получаемой нами из пищи.

Понятие энергии связано с понятием работы. Например, человек может совершить работу, подняв рюкзак на некоторую высоту. На это он затрачивает энергию. Сам рюкзак не совершает работы, но если его резко отпустить, то он упадет и совершит работу, ударившись об землю. Также работу может совершать и движущийся автомобиль: его двигатель с некоторой силой тянет автомобиль, перемещая его на определенное расстояние. Более того, движущийся автомобиль может привести в движение какое-то неподвижное препятствие, оказавшееся у него на пути, а, значит, совершит работу.

Если тело способно совершить работу, то говорят, что оно обладает энергией. Чем большую работу может совершить тело, тем большей энергией оно обладает. Таким образом, энергия – это физическая величина, показывающая, какую работу может совершить тело.

Энергию обозначают буквой E и в системе СИ измеряют в джоулях (так же, как и работу).

[E] = [Дж]

Совершенная работа равна изменению энергии. Энергия, как и работа, является скалярной величиной (она не может быть куда-либо направлена).

A = DE

Существует несколько видов энергии. В этой теме речь пойдёт только о двух видах энергии: кинетической энергией и потенциальной энергией. Кинетическая и потенциальная энергия, в общем случае, называется механической энергией.

Потенциальная энергия – это энергия, которая определяется взаимным расположением взаимодействующих тел (или же частей одного и того же тела)

. Кинетическая энергия – это энергия, которой обладает всякое движущееся тело.

Рассмотрим потенциальную энергию. Название «потенциальная» происходит от латинского слова «потенциа», которое в переводе на русский означает «возможность». Скажем, поднятое над поверхностью Земли тело, обладает некоторой потенциальной энергией. Если считать, что потенциальная энергия тела, лежащего на поверхности Земли, равна нулю, то потенциальная энергия тела, поднятого на некоторую высоту, будет равна работе, которую совершит сила тяжести при падении тела на Землю. То есть, для того чтобы поднять тело на определенную высоту, нужно совершить работу против силы тяжести. Совершенная работа, равна изменению энергии. Но так как для поднятия тела нужно совершить работу против силы тяжести, работа равна изменению  потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком. Потенциальную энергию обозначают Eп.

A = –DEп

Работа равна произведению силы и пути. Сила, в данном случае – это сила тяжести, путь – это высота, на которую поднято тело.

A = Fs

A = Fтяжh

Таким образом, потенциальная энергия тела, поднятого над Землей на высоту h равна

Eп = mgh

Очень большой потенциальной энергией обладает вода в реках, которую удерживают плотинами.

Из-за своей огромной массы эта вода может совершить огромную работу, падая даже с небольшой высоты. Именно это и используется людьми для создания гидроэлектростанций. Вода совершает работу, тем самым, заставляя гидротурбины вращаться. Вследствие этого, генераторы на электростанциях вырабатывают электроэнергию, которая потом передается в жилые дома, фабрики, заводы и так далее.

Необходимо отметить, что потенциальной энергией обладает всякое упруго деформированное тело. Если сжать пружину, то при распрямлении она способна будет совершить работу. Наиболее наглядный пример – это дверь на пружине: когда её открывают, совершают работу, растягивая пружину и, тем самым, сообщая ей некоторую энергию. А когда дверь отпускают, уже пружина сама совершает работу, и за счет сжатия, закрывает дверь.

Рассмотрим кинетическую энергию. Слово «кинетическая» происходит от латинского слова «кинема», которое переводится на русский язык как «движение». Эту энергию обозначают Eк. Идущий человек, едущий велосипедист или автомобиль обладают кинетической энергией. Можно сказать, что кинетическая энергия движущегося тела равна работе, которую нужно совершить, чтобы остановить это тело. Для того, чтобы определить, от чего зависит кинетическая энергия, проведем несколько опытов. Возьмем наклонную плоскость, а на горизонтальную плоскость положим брусок. С наклонной плоскости скатим шарик. После столкновения шарик переместит брусок на некоторое расстояние, то есть, совершит работу. Если скатить шарик с большей высоты, то он переместит брусок на большее расстояние, то есть, совершит больше работы. Это говорит нам о том, что шарик обладал большей энергией, чем в предыдущий раз. В чем же причина? Очевидно, что скатываясь с большей высоты, шарик набрал большую скорость. Из этого можно сделать вывод, что кинетическая энергия тем больше, чем больше скорость тела. Если скатить более массивный шарик с той же высоты, то брусок окажется ещё дальше, то есть, шарик совершит ещё большую работу, чем во второй раз. Значит, кинетическая энергия тем больше, чем больше масса тела. Это вполне логично: известно, что более массивное тело более инертно, то есть его сложнее остановить. И, конечно, чем быстрее движется тело, тем труднее остановить его. Кинетическая энергия вычисляется по формуле

То есть, кинетическая энергия равна половине произведения массы тела и квадрата его скорости.

Тело может обладать, как потенциальной, так и кинетической энергией одновременно. Рассмотрим несколько примеров. Кот, сидящий на дереве, обладает только потенциальной энергией. Он не двигается, но находится на определенной высоте над поверхностью Земли. Автомобиль, едущий по дороге, наоборот, обладает только кинетической энергией (он двигается, но находится на поверхности Земли, то есть, на нулевой высоте). А вот летящий самолет обладает и потенциальной, и кинетической энергией. Ведь он двигается с определенной скоростью и находится на определенной высоте. То же самое можно сказать и о летящей птице. В этом случае, полная механическая энергия тела будет равна сумме потенциальной и кинетической энергии.

Упражнения.

Задача 1. Найдите потенциальную энергию яблока, висящего на яблоне, на высоте 3 м над землей. Масса яблока равна 350 г.

Задача 2. Автомобиль массой 1,5 т едет со скоростью 60 км/ч, а автомобиль массой 9 ц едет со скоростью 80 км/ч. Определите, какой автомобиль обладает большей кинетической энергией?

Задача 3. Истребитель массой 26 т летит со скоростью три 3600 км/ч. Известно, что полная механическая энергия истребителя составляет 15 ГДж. На какой высоте летит истребитель?

Основные выводы:

– Энергия – это физическая величина, показывающая, какую работу может совершить тело.

– Энергия, как и работа, является скалярной величиной и измеряется в Дж (джоулях).

– Механическая энергия делится на два вида: кинетическая и потенциальная энергия.

– Потенциальная энергия – это энергия, которая определяется взаимным расположением взаимодействующих тел (или же частей одного и того же тела).

Eп = mgh

– Кинетическая энергия – это энергия, которой обладает всякое движущееся тело.

Энергия – Гиперучебник по физике

[закрыть]

введение

Система обладает энергией , если она способна выполнять работу.

Энергия передается или трансформируется всякий раз, когда выполняется работа.

Энергия это…

  • скалярная величина
  • абстрактно и не всегда может быть воспринято
  • придается значение посредством вычисления
  • центральное понятие в науке

Энергия может существовать во многих различных формах. Все формы энергии либо кинетические, либо потенциальные. Энергия, связанная с движением, называется кинетическая энергия . Энергия, связанная с положением, называется потенциальной энергией . Потенциальная энергия не является «запасенной энергией». Энергия может храниться в движении точно так же, как и в положении. Является ли кинетическая энергия «израсходованной энергией»?

кинетическая энергия

  • кинетическая энергия — движение
    • механическая энергия — движение макроскопических систем
      • машины
      • энергия ветра
      • волновая энергия
      • звуковая (звуковая, акустическая) энергия
    • тепловая энергия — движение частиц вещества
      • геотермальная энергия
    • электрическая энергия — движение зарядов
      • бытовой ток
      • молния
    • электромагнитное излучение — возмущение электрических и магнитных полей (классическая физика) или движение фотонов (квантовая физика)
      • радио, микроволны, инфракрасное, световое, ультрафиолетовое, рентгеновское, гамма-лучи
      • солнечная энергия
подтипов
Виды кинетической энергии (классификация по типу объекта)
тип движение примеров и
механический
энергетический		 движение макроскопических объектов машины, мускулы, снаряды, ветер, текущая вода, океанские волны, звук, …
тепловая
энергетическая		 случайное движение микроскопических частиц вещества (молекул, атомов, ионов) тепло, огонь, геотермальная энергия, …
электрические
энергетические		 объемный поток зарядов (электроны, протоны, ионы) бытовой ток, цепи переменного и постоянного тока, молнии, …
электромагнитное
излучение		 возмущение, распространяющееся через электрические и магнитные поля (классическая физика) или движение фотонов (современная физика) радиоволны, микроволны, инфракрасное, световое, ультрафиолетовое, рентгеновское, гамма-лучи

потенциальная энергия

  • потенциальная энергия — положение или расположение
    • гравитационная потенциальная энергия
      • американские горки
      • водяное колесо
      • гидроэлектростанция
    • электромагнитная потенциальная энергия
      • электрическая потенциальная энергия
      • магнитная потенциальная энергия
      • химическая потенциальная энергия
      • упругая потенциальная энергия
    • сильная ядерная потенциальная энергия
      • атомная энергетика
      • ядерное оружие
    • слабая ядерная потенциальная энергия
      • радиоактивный распад
подтипов
Виды потенциальной энергии (классификация по типу поля)
силовое поле количество в поле примеров и
гравитационный масса американские горки, водяное колесо,
гидроэлектростанция, …
электромагнитный заряд электрические, магнитные,
химические, упругие, …
сильноядерный цвет ядерный реактор,
ядерное оружие, …
слабоядерный вкус радиоактивный распад,
первый шаг к солнечному синтезу, …

шт.

джоулей

Английский пивовар и ученый Джеймс Джоуль (1818–1889), определивший механический эквивалент тепла.

⎡
⎢
⎣		 Дж = Н·м = кг·м 2 ⎤
⎥
⎦
с 2
Приблизительная энергия выбранных событий (от меньшего к большему)
энергия (Дж) тип устройство, событие, явление, процесс
650  × 10 −9 кинетический падающая снежинка
85  × 10 −6 кинетический падающая капля дождя
3–12 гравитационный яблоко на дереве
51 кинетическая самый энергичный космический луч
60  × 10 3 тепло приготовление кофе или чая
270  × 10 3 химический яблоко в желудочно-кишечном тракте
390  × 10 3 кинетический автомобиль едет со скоростью автострады
1,4  × 10 6 электрический телевизор работает четыре часа
2  × 10 6 химический динамитная шашка
3,8  × 10 9 химический питание на одного человека в течение одного года
4. 184  × 10 9 химический тонна тротила, по определению
63  × 10 12 ядерный Атомная бомба в Хиросиме (Малыш, 1945)
1,8  × 10 15 кинетический Падение Челябинского метеорита (2013 г.)
42  × 10 15 кинетический Падение Тунгусского метеорита (1908 г.)
240  × 10 15 ядерный Испытана самая большая ядерная бомба («Царь-бомба», 1961)
21  × 10 18 электрический один год работы Google (2017)
37  × 10 18 электрический один год майнинга биткойнов (2017)

Многочисленный

Для тех, кто хочет получить какое-то доказательство того, что физики — люди, доказательство — это идиотизм всех различных единиц измерения, которые они используют для измерения энергии.

Ричард Фейнман, 1965 (платная ссылка)

Единицы энергии, обсуждаемые в этой книге * Килокалория также известна как килограммовая калория, диетическая калория, пищевая калория и калория (с заглавной буквой “C”). † БТЕ — это аббревиатура от «британской тепловой единицы». ‡  Quad – это сокращенная форма слова «квадриллион БТЕ». § Точный по определению.
шт. джоуль
эквивалент		 другой
эквивалент		 в этой
книге
джоуль 1 Дж 1 Н·м работа
эрг 0,1 мкДж 1 дина см ”
фут-фунт 1.355818… J ”
ватт-секунда 1 Дж мощность
ватт-час 3,6 кДж 3600 Вт с ”
киловатт-час 3,6 МДж 1000 Вт·ч ”
термохимическая калория 4. 184 Дж § тепло
Международный Таблица калорийности 4.1868 J § ”
килокалория* 1000 калорий ”
термохимический БТЕ † 1,054350… кДж ”
терм 105.4350… МДж 100 000 БТЕ ”
Международная таблица БТЕ † 1.055055 85262 кДж § ”
четверка ‡ 1.055055 85262 EJ § 10 15 БТЕ ”
кубометр природного газа 37~39 МДж химический
тонна нефтяного эквивалента 41~45 ГДж ”
тонна угольного эквивалента ~29,3 ГДж ”
тонна тротила 4,184 ГДж § ”

Атомные и ядерные установки

Эквиваленты энергии из атомной и ядерной физики Примечание: Все значения являются точными по определению или расчету, за исключением единицы атомной массы, которая соответствует количеству отображаемых цифр. Символы: c = скорость света в вакууме, k = постоянная Больцмана, e  = элементарный заряд, м u = атомная единица массы, ч = постоянная Планка, R ∞  = постоянная Ридберга
шт (символ) Эквивалент Дж
атомная единица массы (ед.) м и в 2  = 1,492418086 × 10 −10  J
электронвольт (эВ) e  = 1,602176634 × 10 −19  J
Хартри (Е ч ) 2 R ∞ hc  = 4,35974381 × 10 −18 Дж
обратный метр (м −1 ) hc = 1,986445857 × 10 −25 Дж
обратная секунда (s −1 ) ч  = 6,62607015 × 10 −34  J
кельвин (К) к = 1,380649 × 10 −23 Дж
килограмм (кг) в 2  = 89 875 517, 873 681 764 Дж

экономика

Другая схема

  • солнечный
    • солнце
    • ветер
    • океанские течения
    • температурные градиенты океана
    • биомасса
      • продукты питания
      • дрова/уголь
      • навоз
    • ископаемое топливо
      • уголь
      • нефть
      • природный газ
  • все остальное
    • геотермальная
    • прилив
    • ядерный

Исторические заметки

  • Аристотель Стагирский (384–322 гг. до н. э.) Греция: первое использование слова energeia (ενεργεια) в Никомаховой этике . Его современное значение значительно отличается от первоначального значения Аристотеля. Аристотелевский смысл этого слова часто переводится как «деятельность» или «нахождение в работе». Energeia буквально означает «в работе» или «содержать работу», эн+эргон (εν+εργον). В Никомаховой этике , energeia противопоставлялось hexis (εξις), что означало «обладать» или «быть в состоянии». Энергия означала делать. Hexis означало обладание. Аристотель утверждает, что добродетель проистекает из действий, а не только из существования. Это термины этической философии, а не науки.
г.
τοῖς μὲν οὖν λέγουσι τὴν ἀρετὴν ὖρετήν τινα συνῳδός ἐστιν ὁ λόγος ταύτηςδός ἐστιν ὁ λόγος ταύτης γάρ ἐστιν ὁ λόγος ταύτης γάρ ἐστιν λ λόγος ταύης γάρ ἐν ἡγος ὐ αὴγ᾽ν γν ἡγογ ὐγογ ὐ ὐγ᾽νῳΔόΔός ἡ κγογ τ ὐγ ὐ ὐγ ὐ αὐγ ὐ ὐγ ὐ ὐγ ὐ ὐγ ὐ ὐγ0095 ἐνέργεια . Διαφέρει Δὲ ἴσως ὐ μικρὸν κν κτήσει χ χρήσει τὸ ἄριστον ὑπολαμβάνειν, καὶ ἐν ἕξει ἢ ἐνεργε . τὴν μὲν γὰρ ἕξιν ἐνδέχεται μηδὲν ἀγαθὸν ἀποτελεῖν ὑπάρχουσαν, οἷον τῷ καθεύδοντι ἢ καὶ ἄλλως πως ἐξηργηκότι, τὴν δ᾽ ἐνέργειαν οὐχ οἷόν τε· πράξει γὰρ ἐξ ἀνάγκης, καὶ εὖ πράξει. ὥσπερ δ᾽ Ὀλυμπίασιν οὐχ οἱ κάλλιστοι καὶ ἰσχυρότατοι στεφανοῦνται ἀλλ᾽ οἱ ἀγωνιζόμενοι (τούτων γάρ τινες νικῶσιν), οὕτω καὶ τῶν ἐν τῷ βίῳ καλῶν κἀγαθῶν οἱ πράττοντες ὀρθῶς ἐπήβολοι γίνονται.   С теми, кто отождествляет счастье с добродетелью или какой-то одной добродетелью, наш счет согласуется; ибо к добродетели принадлежит добродетельная деятельность . Но, пожалуй, немалая разница, относим ли мы главное благо к владению или к пользованию, к душевному состоянию или к деятельности . Ибо состояние ума может существовать без какого-либо хорошего результата, как у человека, который спит или каким-либо другим образом совершенно неактивен, но деятельность не может; ибо тот, у кого есть активность, обязательно будет действовать, и действовать хорошо. И как на Олимпийских играх венчают не самых красивых и сильных, а тех, кто соревнуется (ибо некоторые из них побеждают), так и те, кто действует, побеждают, и побеждают по праву, благородные и добрые дела в жизнь.
     
  Аристотель, ок. 320 г. до н.э.
  • Мертвая сила vis mortua .
  • 1669 Голландский физик Кристиан Гюйгенс, vis viva или жизненная сила сохраняется в абсолютно упругих столкновениях
  • 1689 Немецкий математик Готфрид Лейбниц определил vis viva как произведение массы на квадрат скорости
  • Эмили дю Шатле (1706–1749)) Франция вместе с Вольтером (1694–1778) Франция.
  • 1811 Итальянский математик Жозеф Лагранж использовал исчисление, чтобы показать, что коэффициент двойки участвует в соотношении «потенциал» (потенциальная энергия) и vis viva (кинетическая энергия). Как определено с помощью символов, используемых Лагранжем, то есть T как кинетическая энергия, в его аналитической механике 1788 года
    • .
  • Томас Янг (1773–1829) Англия: первое использование слова «энергия» в современном смысле. Его определение почти совпадает с нашим нынешним определением кинетической энергии. Ему не хватает половинного множителя, который делает энергии взаимозаменяемыми. Курс лекций по натуральной философии и механическим искусствам. Лондон: Дж. Джонсон (1807 г.).
    • “Отсюда происходит идея, выраженная термином “живая” или восходящая сила; ибо, поскольку высота, на которую тело поднимется перпендикулярно, равна квадрату его скорости, оно сохранит стремление подняться на высоту, которая равна квадрат его скорости, каков бы ни был путь, по которому он направлен, при условии, что он встречается без резкого угла или что он отскакивает под каждым углом в новом направлении, не теряя при этом никакой скорости. Та же идея несколько более кратко выражается срок энергия , указывающая на стремление тела подняться или проникнуть на определенное расстояние, противодействуя тормозящей силе». Лекция V. О замкнутом движении.
    • «Термин энергия может быть с большим правом применен к произведению массы или веса тела на квадрат числа, выражающего его скорость». Лекция VIII. О столкновении.
  • Карно передумал от калорической к динамической теории теплоты, но умер до того, как его узнали
  • Кориолис, (пере)определив работу, труд, использовал исчисление, чтобы правильно вывести KE как 1/2mv2, работа равна изменению энергии, Du calcul d l’effet des machine.
  • Джоуль, механический эквивалент тепла
  • Уильям Томсон, лорд Кельвин (1824–1907) Ирландия-Шотландия заменила «фактическое» на «кинетическое», но никто не осмелился заменить «потенциальное» на что-то лучшее, поэтому мы застряли на этом. Кельвин первоначально предложил термины динамический и статический. О всеобщей тенденции природы к рассеянию механической энергии. Уильям Томсон. Философский журнал Серия 4 . Том. 4 № 25 (1852): 304–306.
    • “Цель настоящего сообщения состоит в том, чтобы привлечь внимание к замечательным следствиям, вытекающим из утверждения Карно, установленного на новом основании в динамической теории тепла, что существует абсолютная трата механической энергии, доступной для человек, когда теплу позволяют переходить от одного тела к другому при более низкой температуре, никоим образом не удовлетворяет его критерию «совершенной термодинамической машины». механической энергии, то упомянутые «расходы» не могут быть уничтожением, а должны быть некоторым преобразованием энергии.Для объяснения природы этого преобразования удобно, во-первых, разделить запасы механической энергии на два класса — статические и динамические . Некоторое количество грузов на высоте, готовых при необходимости опуститься и совершить работу, наэлектризованное тело, количество топлива содержат запасы механической энергии статического вида. Массы движущегося вещества, объем пространства, через который проходят волны света или лучистой теплоты тела, имеющего тепловое движение между своими частицами (то есть не бесконечно холодного), содержат запасы механической энергии динамического рода».
    Уильям Рэнкин (1820–1872) Шотландия: первое упоминание о «потенциальной энергии» в отличие от «фактической энергии». Поскольку кинетическая энергия была первой идентифицированной формой, он добавил модификатор к открытой им форме энергии. Таким образом, неудачное представление о том, что кинетическая энергия — это актуальная энергия, а потенциальная энергия — это энергия, которая потенциально может быть реальной энергией. Энергия есть энергия. Никакая форма энергии не является более или менее «актуальной», чем любая другая. Неудачная терминология принадлежит Аристотелю, который применил дихотомические термины потенциальность и актуальность к нескольким дисциплинам — движению (Физика, 9).0706 Physica , τα φυσικη), причинность (метафизика, Метафизика , τα μετά τα φυσικά), этика (Nicomhany Ethics, Ethica nicomachae , ηθικά νιο and ν ν ν ν ν ν ν ν ν ν ν ν νιῆ 40946. ). Философия — это не наука (хотя есть такое понятие, как философия науки). Наука всегда должна стремиться к максимально точному описанию реальности, когда для этого она полагается на слова. До некоторой степени можно использовать великие философские способы организации, но они не должны преобладать над физической реальностью. Об общем законе превращения энергии. Уильям Джон Маккорн Ренкин. Философский журнал Серия 4 . Том. 5 № 30 (1853): 106–117.
    • ” Фактическая или Ощутимая энергия – это измеримое, передаваемое и трансформируемое состояние, присутствие которого заставляет вещество стремиться изменить свое состояние в одном или нескольких отношениях. При возникновении таких изменений фактическая энергия исчезает. , и заменяется на Потенциальная или Скрытая энергия , которая измеряется произведением изменения состояния на сопротивление, против которого происходит это изменение (жизненная сила материи в движении, термометрическое тепло, лучистое тепло, свет, химическое действие и электрические токи являются формами актуальной энергии, к числу потенциальных энергий относятся механические силы гравитации, упругости, химического сродства, статического электричества и магнетизма. Закон сохранения энергии уже известен: а именно, что сумма всех энергий вселенной, действительных и потенциальных, неизменна.Цель настоящей статьи состоит в том, чтобы исследовать закон, согласно которому все преобразования энергии между актуальной и потенциальной формами».
  • 1855 потенциальных и кинетических?
  • Термин «кинетическая энергия» впервые появился в статье Кельвина (тогда еще Уильяма Томсона) и Питера Тейта в журнале Good Words — журнале с преимущественно религиозной аудиторией. Томсон включил несколько цитат из Библии короля Якова. Энергия. Уильям Томсон и Питер Гатри Тейт. Добрые слова (1862): 601–607.
    • Когда восьмидневные часы заведены, они тем самым могут идти неделю, несмотря на трение и сопротивление, которое воздух ежеминутно оказывает маятнику. У него есть то, что на научном языке мы называем запасом Энергии. В этом смысле энергия просто состоит в том факте, что масса свинца подвешена примерно на четыре фута или около того над дном корпуса часов. Сам факт того, что он находится в таком положении, дает ему способность «делать работу», которой он не обладал бы, если бы лежал на земле. это называется Потенциальная энергия .
    • Выстрел массой 64 фунта, выпущенный вертикально из орудия, заряженного обычным зарядом пороха, если бы он не встречал сопротивления со стороны воздуха, поднялся бы примерно на 35 000 футов, а если бы его схватили и закрепили в самой высокой точке его пути, он бы обладал там, благодаря своему положению, потенциальная энергия составляет 2 240 000 футо-фунтов. Когда он покинул пушку, в нем ничего этого не было, но он двигался со скоростью полторы тысячи футов в секунду. У него было KINETIC или (как его иногда называли) фактическая энергия . Мы предпочитаем первый термин, который указывает на движение как на форму проявления энергии. Кинетическая энергия зависит от движения; и наблюдение показывает, что его количество в каждом случае можно вычислить, исходя из движущейся массы и скорости, с которой она движется.

энергии по физике? Определение энергии, 4 вида энергии

от shabbusharma

Содержание

Определение энергии

Что такое энергия в физике: Простым ответом на этот вопрос является способность или способность выполнять работу. Но в физике энергия — это свойство объекта, которое может быть передано другим объектам или преобразовано в другие формы. Невозможно дать общее описание энергии из-за ее различных форм.

световая энергия в физике

Мы живем в мире, где повсюду есть энергия. Энергия находится как внутри, так и вне тела. Например, воздух, вода, почва, огонь и солнце являются различными источниками энергии. Источник, который экстенсивно используется, является обычным источником. Которые не используются чрезмерно, являются нетрадиционными источниками энергии.

Обычные источники обеспечивают большую часть потребности в энергии. Нетрадиционными являются альтернативные источники энергии. Гидроэнергия, биомасса, природный газ и ископаемое топливо являются традиционными источниками, тогда как солнечная энергия, энергия приливов и отливов, ядерная энергия, энергия волн и геотермальная энергия являются некоторыми из нетрадиционных источников энергии.

Единица энергии

Для количественного анализа нам нужны единицы измерения энергии. Энергия тела определяется как его способность совершать работу. Единица энергии такая же, как и у работы, т. е. «Джоуль» в системе СИ и «эрг» в системе СГС. символическое представление джоуля Дж.

Энергия (Дж)  =  Сила (Н) *Расстояние (М)

1 джоуль определяется как запас энергии силой 1 ньютон для перемещения объекта на расстояние 1 метр. Джоуль размерно эквивалентен 1 ньютон-метру.

Иногда энергию измеряют мощностью. Практически энергия и мощность различны, но потребляемая мощность – это энергия. Итак, если мощность электронагревателя составляет 1 киловатт и он работает в течение часа, он потребляет один киловатт-час (кВтч) энергии.

При обсуждении производства и потребления энергии часто используются баррель нефтяного эквивалента и тонна нефтяного эквивалента. Имперские/американские единицы для энергетического фута – фунт-сила (1,3558 Дж), британская тепловая единица (БТЕ). Который имеет различное значение в районе 1055 Дж, лошадиных сил в час (2,6845 МДж) и эквивалента бензинового галлона (около 120 МДж).

Основная форма энергии в физике

1. Кинетическая энергия: кинетическая энергия в физике

Энергия, которой обладает любой движущийся объект, является кинетической энергией. Когда мы движемся или выполняем какую-либо работу, энергия нашего тела (а именно тепловая энергия) преобразуется в кинетическую энергию. Например, текущая река, движущийся воздух и водный поток/водопад обладают кинетической энергией. Математически кинетическая энергия равна произведению половины массы (m) объекта на квадрат его скорости (v).

                                     Кинетическая энергия = 1/2 м v 2

Где энергия выражается в джоулях (Дж), масса – в килограммах (кг), а скорость – в метрах в секунду (м/с).

2. Потенциальная энергия : потенциальная энергия в физике

Потенциальная энергия – это энергия, обусловленная высотой, формой и конфигурацией кварца и пружины часов (из-за конфигурации) и запасом воды в резервуаре (из-за высота). Вода может упасть и, следовательно, содержит определенное количество энергии. больше потенциальной энергии доступно, когда есть больше воды и на большей высоте. Потенциальная энергия выражается как произведение массы (m), ускорения свободного падения (g) и высоты (h).

                              P.E.= mgh

тогда как конфигурация включает потенциальную энергию, которая может быть выражена следующим образом:

Где x — смещение, а k — силовая постоянная.

3. Энергия излучения:

Излучение представляет собой пакет энергии или кванты энергии. Энергия, хранящаяся в лучах, называется энергией излучения. То есть лучшим примером энергии излучения является солнечная энергия. Также излучение, исходящее от света или огня, можно использовать для различных целей, таких как еда, приготовление пищи и молния.

Энергия излучения (E) = постоянная Планка (ч) * частота излучения (v)

4. Химическая энергия :

Энергия, которую мы получаем из органического и неорганического топлива, называется химической энергией. Древесина и масло содержат энергию в химической форме. В батареях или ячейках химическая энергия преобразуется в электрическую энергию и наоборот. Лекарства также являются источником химической энергии, которая помогает нашему организму бороться с болезнями и делает нас физически здоровыми.

Классификация источников энергии в физике
  1. Возобновляемые источники : Источники энергии, которые могут возобновляться снова и снова, известны как Возобновляемые источники. Они доступны в очень больших количествах, поэтому, вероятно, никогда не будут выполнены. Например, солнце, биомасса, вода, ветер, древесина и т. д.
  2. Невозобновляемые источники : Источники энергии, которые нельзя использовать снова и снова, являются возобновляемыми источниками энергии. Короче говоря, они доступны в ограниченном количестве, и они будут выполнены в один прекрасный день. Это обычные источники, которые со временем уменьшаются и не могут быть восполнены или возобновлены для дальнейшего использования. Эти источники называются исчерпаемыми ресурсами. К минеральным источникам относятся ископаемое топливо, ядерное топливо и невозобновляемые источники

Человеческое тело имеет различные виды энергии –

Согласно физике, тепловая энергия помогает нам поддерживать постоянную температуру тела. Механическая энергия помогает нам двигаться, электрическая энергия посылает нервные импульсы и запускает сигналы в наш мозг и из него.

Часто задаваемые вопросы по энергетике в физике

  1. Какое определение энергии в науке?

    Простым ответом на этот вопрос является способность или способность выполнять работу. Но в физике энергия — это свойство объекта, которое может быть передано другим объектам или преобразовано в другие формы.

  2. Какие существуют 4 типа энергии?

    1. Кинетическая энергия
    2. Потенциальная энергия
    3. Химическая энергия
    4. Энергия излучения

  3. Как люди используют энергию?

    Согласно физике, тепловая энергия помогает нам поддерживать постоянную температуру тела. Механическая энергия помогает нам двигаться, электрическая энергия посылает нервные импульсы и запускает сигналы в наш мозг и из него.

Категории Энергетика

Что такое энергия в физике? (с формулой и примерами)

Вероятно, вы постоянно используете слово «энергия» в повседневной жизни, но что оно означает на самом деле? Какое физическое количество вы имеете в виду, когда говорите что-то вроде: «У меня сегодня просто нет энергии» или «Эти дети должны сжечь немного энергии»?

Разговорное использование этого слова может дать вам начальное представление о том, что такое энергия, но в этой статье вы узнаете, как физики определяют энергию, узнаете, какие существуют типы энергии, и попутно увидите несколько примеров.

Определение энергии

Энергия — это способность выполнять работу или вызывать изменения. Оно отличается от силы. Сила — это то, что вызывает изменение, а энергию можно рассматривать как движущую силу силы. Для приложения силы требуется энергия, а приложение силы к объекту часто передает ему энергию.

Единицей энергии в системе СИ является джоуль, где 1 джоуль = 1 ньютон × 1 метр или 1 кг⋅м 2 /с 2 . Другие единицы включают калории, килокалории и киловатт-часы.

Типы энергии

Двумя наиболее фундаментальными формами энергии являются ​ потенциальная энергия ​ и ​ кинетическая энергия ​. Потенциальная энергия — это накопленная энергия, а кинетическая энергия — это энергия движения.

Ученые обычно различают макроскопические и микроскопические версии этих типов энергии. Например, потенциальная энергия, запасенная под действием силы тяжести или сжатой пружины, называется механической потенциальной энергией. Но объекты также могут иметь другой тип потенциальной энергии, хранящейся в связях между молекулами и между нуклонами в атомном ядре.

Механическая кинетическая энергия — это энергия движения макроскопического объекта. Но внутри любого объекта сами молекулы обладают собственной кинетической энергией другого типа.

Сумма механического потенциала и кинетической энергии объекта называется его полной механической энергией ​. Это не то же самое, что полная энергия объекта, которая была бы суммой всех форм его энергии, включая тепловую, химическую и так далее.

Тип потенциальной энергии, хранящейся в молекулярных связях, представляет собой форму энергии, называемую химия энергия. Энергия, хранящаяся в атомных связях или ядерных связях, называется атомной энергией или ядерной энергией.

Кинетическая энергия, существующая на молекулярном уровне благодаря колебаниям и движениям молекул, называется ​ тепловой ​ энергией или ​ тепловой ​ энергией. Когда вы измеряете температуру, вы измеряете среднее количество этого типа энергии.

Механическая потенциальная энергия более подробно

Наиболее распространенные типы механической потенциальной энергии, о которых вы можете узнать, включают:

  • ​ Гравитационная потенциальная энергия: ​ Энергия, хранящаяся в объекте в зависимости от его местоположения в гравитационном поле. Например, мяч, поднятый высоко над землей, обладает гравитационной потенциальной энергией. При освобождении он упадет в результате.
  • ​ Электрическая потенциальная энергия: ​ Это энергия, запасенная в заряженном объекте из-за его положения в электрическом поле. Например, электроны в цепи будут наделены определенным количеством электрической потенциальной энергии благодаря батарее. Когда цепь подключена, это заставляет электроны течь.
  • ​ Магнитная потенциальная энергия: ​ Это энергия, запасенная в объекте с магнитным моментом из-за его нахождения в магнитном поле. Подумайте, когда вы держите два магнита-кнопки рядом друг с другом и чувствуете, как они тянутся; это из-за магнитной потенциальной энергии.
  • ​ Упругая потенциальная энергия: ​ Это энергия, запасенная в упругом материале. Например, растянутая резинка накопила энергию, как и сжатая пружина. Когда любой из них будет выпущен, они будут двигаться. 92

    Чем быстрее движется объект или чем он тяжелее, тем больше у него кинетической энергии.

    Когда объект, обладающий потенциальной энергией, высвобождается и получает возможность свободно двигаться, он начинает ускоряться. В результате его кинетическая энергия увеличивается. При этом потенциальная энергия уменьшается. В итоге полная механическая энергия объекта остается постоянной (при условии отсутствия трения или подобных сил), просто энергия меняет форму.

    Уравнения для энергии

    В последнем разделе было введено уравнение для механической кинетической энергии. Существуют также формулы для различных видов потенциальной энергии, а также уравнения, описывающие взаимосвязь между энергией и другими физическими величинами.

    Гравитационная потенциальная энергия массы ​ м ​ на высоте ​ ч ​ над Землей:

    PE_{grav} = mgh

    ускорение из-за силы тяжести. 92

    Где k — жесткость пружины (постоянная, зависящая от жесткости пружины), а Δx — степень сжатия или растяжения пружины.

    Изменение тепловой энергии (также известное как переданная тепловая энергия) определяется следующим уравнением: — удельная теплоемкость, а ΔT — изменение температуры в единицах Кельвина.

    Физическая величина работы (определяемая как произведение силы на перемещение) имеет те же единицы, что и энергия (Дж или Нм). Две величины, работа и кинетическая энергия, связаны теоремой о работе и кинетической энергии, которая утверждает, что чистая работа над объектом равна изменению кинетической энергии объекта.

    Закон сохранения энергии

    Фундаментальным фактом природы является то, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена. Это обобщено в законе сохранения энергии. Этот закон гласит, что полная энергия изолированной системы остается постоянной.

    Хотя общая энергия остается постоянной, она может и часто меняет форму. Потенциал может превратиться в кинетическую, кинетическая может превратиться в тепловую энергию и так далее. Но общая сумма всегда остается неизменной.

    Важно отметить, что этот закон определяет изолированную систему. Изолированная система — это система, в которой никак не может взаимодействовать с окружающей средой. Единственная, возможно, идеально изолированная система во Вселенной — это сама Вселенная. Однако на Земле можно создать множество систем, близких к изолированным (точно так же, как можно пренебречь трением, даже если оно никогда не равно нулю) 9.0003

    Преобразование энергии может происходить разными способами, обычно из накопленной энергии высвобождается какая-либо кинетическая энергия или энергия излучения.

    Химическая энергия, например, может выделяться во время химических реакций. Во время такой реакции она переходит из химической потенциальной энергии в какую-либо другую форму, которая может включать лучистую энергию или тепловую энергию.

    Ядерная энергия высвобождается во время ядерной реакции. Именно здесь знаменитое уравнение Эйнштейна E = mc 2 9В игру вступает уравнение 0096 (энергия равна массе, умноженной на скорость света в квадрате). Масса ядра, которое расщепляется с выделением энергии, в конце концов станет немного легче на величину, определяемую формулой Эйнштейна. Как бы безумно это ни звучало, сама масса может рассматриваться как форма потенциальной энергии.

    Источники полезной электрической энергии на Земле

    Здесь, на Земле, вы, вероятно, часто используете электрическую энергию. Каждый раз, когда вы включаете свет в своем доме или читаете что-то с электронного экрана, как сейчас, вы используете электрическую энергию. Но откуда берется эта энергия?

    Очевидный ответ: батарейки или розетка, но что на самом деле является основным источником?

    Когда дело доходит до батарей, энергия часто запасается химическим способом в аккумуляторной ячейке, но многие электронные устройства требуют подзарядки своих батарей, подключая их к настенной розетке.

    Энергия, поступающая в ваш дом по линиям электропередач, происходит где-то на электростанции. У электростанций есть много разных способов сбора энергии и превращения ее в электрическую энергию.

    Некоторые распространенные источники энергии, собираемой электростанциями и преобразуемой в электричество, включают:

    • ​ Солнечная энергия: ​ Это лучистая энергия, которая исходит от солнца и может улавливаться солнечными батареями.
    • ​ Геотермальная энергия: ​ Это тепловая энергия, находящаяся глубоко в земле, которая затем может быть передана на поверхность Земли для использования.
    • ​ Ископаемое топливо: ​ К ним относятся уголь и нефть, которые часто сжигают для высвобождения энергии, запасенной в химических связях.
    • Атомная энергия: Атомные электростанции вырабатывают энергию, расщепляя атомные ядра и используя энергию, которая хранится в ядерных связях.
    • ​ Гидроэлектрическая энергия: ​ Это энергия, получаемая из гравитационной потенциальной энергии, а также кинетической энергии текущей воды.
    • ​ Энергия ветра: ​ Для сбора энергии ветра используются гигантские турбины. Ветер крутит турбины, передавая им свою энергию.

    Энергия в человеческом теле

    Помните, в начале этой статьи упоминались фразы «у меня сегодня просто нет энергии» и «этим детям нужно сжечь немного энергии»? Люди постоянно используют энергию, и не только от своих электронных устройств. И большие движения вашего тела, и мелкие процессы внутри вашего тела требуют энергии.

    Чтобы бегать, ходить в походы, плавать или даже просто чистить зубы, требуется энергия. Помните кинетическую энергию? Когда вы двигаетесь, вы делаете это за счет кинетической энергии. Эта энергия должна откуда-то браться.

    Многие невидимые процессы, происходящие в вашем теле, также требуют энергии, например, дыхание, кровообращение, пищеварение и так далее.

    Откуда люди берут энергию? Еда, конечно! Пища, которую вы едите, хранит в себе химическую энергию.

Оставить комментарий