Energia - este ... potențială și energia cinetică. Care este energia in fizica?

Energia - aceasta este, astfel că nu există doar viața pe planeta noastră, ci și în univers. În același timp, aceasta poate fi foarte diferit. De exemplu, caldura, sunet, lumina, energie electrică, cuptoare cu microunde, calorii sunt diferitele tipuri de energie. Pentru toate procesele care au loc în jurul nostru, este necesar ca această substanță. Cea mai mare parte a energiei toate lucrurile de pe Pământ primește de la soare, dar există și alte surse de ea. Soarele trimite planeta ei la fel de mult ca s-ar fi dezvoltat în același timp, 100 de milioane în cea mai puternică putere.

Ce este energia?

Teoria a prezentat Albertom Eynshteynom, studiem relația dintre materie și energie. Acest mare om de știință a fost în măsură să demonstreze capacitatea de a transforma o substanță la alta. Sa dovedit că energia este cel mai important factor în existența unor organisme, iar problema este secundar.

Energia - este, în general, capacitatea de a efectua ceva de lucru. Era ea, care stă în spatele conceptului de o forță capabilă să deplaseze corpul sau dau proprietăți noi. Ce înseamnă termenul „energie“? Fizica - este o știință fundamentală, care a dedicat viața, mulți oameni de știință din diferite epoci și țări. Aristotel a folosit cuvântul „energie“ pentru a se referi la activitățile umane. Tradus din limba greacă „energie“ - această „activitate“, „putere“, „acțiune“, „putere“. Prima dată când cuvântul apare în tratatul savantului grec numit „fizica“.

În sensul convențional, este acum termenul a fost inventat fizicianul englez Thomas Young. Acest eveniment important a avut loc în îndepărtat 1807. În 50-e din secolul al XIX-lea. Engleză inginer Uilyam Tomson folosit pentru prima dată termenul „engergiya cinetică“, iar în 1853 fizicianul scoțian Uilyam Renkin a inventat termenul de „energie potențială“.

Astăzi, aceasta este o cantitate scalară este prezentă în toate domeniile fizicii. Este o măsură comună a diferitelor forme de mișcare și interacțiune a materiei. Cu alte cuvinte, este o măsură a conversiei o formă în alta.

Unități și simboluri

Cantitatea de energie este măsurată în jouli (J). Această unitate specială, în funcție de tipul de energie poate avea diferite denumiri, cum ar fi:

• W - energia totală a sistemului.
• Q - căldură.
• U - potențial.

tipuri de energie

În natură, există mai multe tipuri diferite de energie. Cele mai importante sunt:

• mecanice;
• electromagnetice;
• electrice;
• chimice;
• termică;
• nuclear (atomic).

Există și alte forme de energie: lumina, sunet, magnetice. În ultimii ani, un număr tot mai mare de fizicieni, oamenii de știință sunt înclinați să ipoteza existenței așa-numita energie „întuneric“. Fiecare dintre tipurile de mai sus ale acestei substanțe are propriile sale caracteristici. De exemplu, energia de sunet este capabil de a fi transmise prin intermediul undelor. Acestea contribuie la apariția timpanului vibrații în urechea oamenilor și a animalelor, prin care se pot auzi sunetele. În cursul diverselor reacții chimice eliberarea energiei necesare pentru viața tuturor organismelor. Orice combustibil, produse alimentare, baterii, bateriile sunt stocarea acestei energii.

Lumina noastră oferă energia mondială sub forma undelor electromagnetice. Singurul mod in care poate depăși imensitatea cosmosului. Datorita tehnologiei moderne, cum ar fi panourile solare, putem folosi cel mai eficient. energia neutilizată în exces este stocat în energohranilischah speciale. Împreună cu formele de mai sus de energie sunt adesea folosite izvoare termale, râuri, mareele ale oceanului, biocombustibili.

energie mecanică

Acest tip de energie este studiată în ramura fizicii numit „mecanica“. Acesta este notat cu litera E. măsurarea sa se realizează în jouli (J). Ce este această energie? studii de fizică mișcare mecanică a organelor și interacțiunea acestora între ele sau cu câmpuri externe. Energia datorită mișcării corpurilor, numită cinetică (notat Ek) și energie datorită interacțiunii dintre organisme sau domenii externe, denumit potențialul (E). Cantitatea de mișcare și interacțiune este energia mecanică totală a sistemului.

Pentru calcularea ambelor specii există o regulă generală. Pentru a determina cantitatea de energie necesară pentru a calcula munca necesară pentru traducerea corpului de la starea zero la stadiul actual. Cu cât activitatea, mai multă energie va avea un corp în această stare.

Separarea diferitelor semne

Există mai multe tipuri de diviziune a energiei. Pe diferite motive, este împărțit în: extern (cinetică și potențială) și intern (mecanice, termice, electromagnetice, nucleare, gravitate). Energia electromagnetică este, la rândul său împărțit în magnetice și electrice și nucleare - interacțiuni energetice slabe și puternice.

cinetică

Orice corp în mișcare distinge prin prezența energiei cinetice. Acesta este adesea numit - de conducere. energie a corpului care se mișcă, se pierde atunci când încetinirea. Astfel, mai repede viteza, energia cinetică mai mult.

La contactul corpului în mișcare a unui obiect staționar a transmis ultima parte a energiei cinetice, și conduce-l în mișcare. Formula energie cinetică este după cum urmează:

• E _pentru = mv ^2: 2,
  unde m - masa corpului, v - viteza de deplasare a corpului.

În cuvintele acestei formule poate fi exprimată după cum urmează: energia cinetică a unui obiect este egală cu jumătate din produsul din masa și pătratul vitezei sale.

potențial

Acest tip de energie au un corp, care sunt în orice domeniu de forță. Astfel, magnetic apare atunci când obiectul se află sub influența unui câmp magnetic. Toate corpurile sunt pe teren, au energia gravitațională potențială.

În funcție de studiul proprietăților obiectelor care le pot avea diferite tipuri de energie potențială. Astfel, corpul elastic și elastic, care sunt capabile de întindere au un potențial energetic elastic sau de tensiune. Orice organism care se încadrează, care a fost stabilit anterior, pierde potențial și dobândește energia cinetică. Valoarea acestor două specii vor fi echivalente. În domeniul gravitațional potențial energetic cu formula planetei noastre va fi după cum urmează:

• E _n = mhg,
  unde m - greutatea corporală; h - înălțimea centrului masei corporale peste nivelul zero; g - accelerația gravitațională.

În cuvintele acestei formule poate fi exprimată după cum urmează: energia potențială a unui obiect care interacționează cu Pământul, este produsul masei sale, accelerația gravitațională și înălțimea la care se află.

Această cantitate scalară este un punct caracteristic de material de rezervă de energie (corp), situată în domeniul potențial de forță și de extindere a dobândi energia cinetică prin munca câmpului de forță. Uneori, menționată ca o funcție de coordonate, care este termenul în sistemul langranzhiane (Lagrange dinamic funcție de sistem). Acest sistem descrie interacțiunea lor.

Energia potențială este echivalentă cu zero pentru anumite configurații ale corpurilor dispuse în spațiu. Configurabil a determinat comoditatea de calcule și se numește „normalizare a energiei potențiale.“

Legea conservării energiei

Una dintre cele mai fundamentale ale fizicii este legea de conservare a energiei. Potrivit lui, energia nu apare de nicăieri și nu dispare. Se mișcă în mod constant de la o formă la alta. Cu alte cuvinte, are loc doar schimbarea de energie. De exemplu, energia chimică a unei baterii de lanternă este transformată în energie electrică, și din ea - în lumină și căldură. Diverse aparate electrice sunt convertite la lumină, căldură sau sunet. În cele mai multe cazuri, rezultatul final al modificărilor sunt de căldură și lumină. După aceea, energia merge în spațiul din jur.

Legea privind energia poate explica multe fenomene fizice. Oamenii de știință spun că volumul total al constantă în univers rămâne constantă. Nimeni nu poate crea sau distruge din nou energie. Producerea unul dintre tipurile sale, oamenii folosesc energia de combustibil de apă care se încadrează, atomul. Astfel de acest gen este transformată într-o altă.

In 1918, oamenii de știință au reușit să demonstreze că legea de conservare a energiei este o consecință matematică de simetrie de translație a timpului - valori de energie imperechere. Cu alte cuvinte, energia este conservată, deoarece legile fizicii nu diferă în momente diferite.

Caracteristici de energie

Energia - este capacitatea organismului de a face treaba. In sistemele fizice închise, se menține pe tot parcursul timpului (până când sistemul este închis) și reprezintă unul dintre cele trei integralelor aditiv mișcare conservare valoare în timpul mersului. Acestea includ: energie, impuls, impuls. Introducerea conceptului de „energie“ este utilă atunci când sistemul fizic este omogen în timp.

Energia internă a organismelor

Reprezintă suma energiilor interacțiunilor moleculare și mișcarea termică a moleculelor care constituie ea. Nu poate fi măsurat direct, deoarece aceasta este o funcție unică a stării sistemului. De fiecare dată când sistemul este în această stare, energia sa internă are o valoare intrinsecă, indiferent de istoria sistemului. Modificarea internă a energiei în trecerea de la o stare fizică la alta este întotdeauna egală cu diferența dintre valorile din statele sale finale și inițiale.

Energia internă a gazului

În plus față de solide, gazele și energia sunt. Este energia cinetică a căldurii mișcării (aleatoriu) de particule în sistem, care includ atomi, molecule, electroni, nucleu. Energia interna a unui gaz ideal (model matematic de gaz) este suma energiei cinetice a particulelor sale. Acest lucru ia în considerare numărul de grade de libertate, care este numărul de variabile independente, care determină poziția moleculelor în spațiu.

Utilizarea energiei

In fiecare an, umanitatea consuma mai multă energie. In cele mai multe cazuri, pentru a obține energia necesară pentru iluminat și încălzirea caselor, vehiculelor și operarea diverselor mecanisme, hidrocarburi fosili, cum ar fi cărbunele, petrolul și gazele. Acestea sunt resurse neregenerabile.

Din păcate, doar o mică parte din energia produsă pe planeta prin utilizarea resurselor regenerabile, cum ar fi apa, vant si soare. Până în prezent, ponderea lor în energie este de numai 5%. Un alt 3% din persoanele care primesc sub formă de energie nucleară produsă în centralele nucleare.

resurse neregenerabile au următoarele stocuri (în jouli)

• energia nucleară - 2 x ^{24 octombrie;}
• energie a gazului și uleiului - 2 x 10 ^23;
• căldură internă a planetei - 5 x ^{20 octombrie.}

Valoarea anuală a resurselor regenerabile ale Pământului:

• energie solară - 2 x ^{24 octombrie;}
• Vânt - 6 x ^{21 octombrie;}
• River - 6,5 × 10 ^19;
• mareelor - 2,5 x ^{23 octombrie.}

Numai cu trecerea în timp util de la rezervele de energie neregenerabile ale umanității regenerabile Pământului are o șansă pentru o viață lungă și fericită pe planeta noastră. Pentru a pune în aplicare dezvoltarea avansată de oameni de știință din întreaga lume continuă să studieze cu atenție diversele proprietăți ale energiei.