Energie - is die ... potensiële en kinetiese energie. Wat is die energie in fisika?

Energie - dit is so dat daar nie net lewe op ons planeet nie, maar ook in die heelal. Terselfdertyd kan dit baie anders wees. Byvoorbeeld, hitte, klank, lig, elektrisiteit, mikrogolwe, kalorieë is die verskillende tipes van energie. Vir al die prosesse wat plaasvind rondom ons, is dit nodig hierdie stof. Die meeste van die energie alles op die aarde ontvang vanaf die son, maar daar is ook ander bronne van dit. Die son stuur sy planeet soveel as sou ontwikkel terselfdertyd 100 miljoen in die mees kragtige krag.

Wat is energie?

Die teorie na vore gebring ALBERTON Eynshteynom, ons bestudeer die verhouding van materie en energie. Hierdie groot wetenskaplike in staat was om die vermoë om een stof omskep na 'n ander te toon. Dit blyk dat energie is die mees belangrike faktor in die bestaan van liggame, en die saak is sekondêr.

Energie - is, deur en groot, die vermoë om 'n werk te verrig. Dit was sy wat agter die konsep van 'n krag in staat is om die verskuiwing van die liggaam of gee dit nuwe eiendomme staan. Wat beteken die term "energie"? Fisika - dit is 'n fundamentele wetenskap, wat sy lewe, baie wetenskaplikes uit verskillende eras en lande gewy. Aristoteles gebruik die woord "energie" te verwys na menslike aktiwiteite. Vertaal vanaf die Griekse "energie" - hierdie "aktiwiteit", "mag", "aksie", "mag". Die eerste keer die woord verskyn in die verhandeling van die Griekse skolier genaamd "fisika".

In die konvensionele sin, dit is nou die term is geskep die Engelse fisikus Thomas Young. Hierdie groot gebeurtenis plaasgevind het in die verre 1807. In 50-er jare van XIX eeu. Engelse ingenieur Uilyam Tomson eerste gebruik van die term "kinetiese engergiya", en in 1853 die Skotse fisikus Uilyam Renkin gevat onder die term "potensiële energie".

Vandag is dit 'n skalaarhoeveelheid teenwoordig in al areas van fisika is. Dit is 'n algemene maatstaf van die verskillende vorme van beweging en interaksie van materie. Met ander woorde, dit is 'n maatstaf van die sukses van een vorm na 'n ander.

Eenhede en simbole

Die hoeveelheid energie word gemeet in joule (J). Hierdie spesiale eenheid, afhangende van die tipe van energie kan verskillende benamings, soos:

• W - totale energie van die stelsel.
• Q - hitte.
• U - potensiaal.

tipes energie

In die natuur, daar is baie verskillende tipes van energie. Die belangrikste hiervan is:

• meganiese;
• elektromagnetiese;
• elektriese;
• chemiese;
• termiese;
• kern (atoom).

Daar is ook ander vorme van energie: lig, klank, magnetiese. In die afgelope jaar, 'n groeiende aantal van fisici, wetenskaplikes is geneig om die hipotese van die bestaan van die sogenaamde "donker" energie. Elkeen van die bogenoemde tipes van hierdie stof het sy eie kenmerke. Byvoorbeeld, die klank energie in staat deur middel van golwe te stuur. Hulle dra by tot die voorkoms van vibrasie oordrom in die oor van mens en dier, waardeur jy die klanke kan hoor. In die loop van verskeie chemiese reaksies stel energie vry wat nodig is vir die lewe van alle organismes. Enige brandstof, voedsel produkte, batterye, batterye is die stoor van hierdie energie.

Ons lig gee die wêreld energie in die vorm van elektromagnetiese golwe. Die enigste manier waarop sy kan die uitgestrektheid van die heelal te bowe te kom. Danksy moderne tegnologie, soos sonpanele, kan ons dit die meeste effektief te gebruik. Oortollige ongebruikte energie word gestoor in spesiale energohranilischah. Saam met die bogenoemde vorme van energie word dikwels gebruik warmwaterbronne, riviere, getye van die see, biobrandstof.

meganiese energie

Hierdie tipe van energie bestudeer in die vertakking van fisika genoem "meganika". Dit word aangedui deur die letter E. Die meting word in joules gedra (J). Wat is hierdie energie? Fisika studies meganika beweging van liggame en hul interaksie met mekaar of met eksterne velde. Die energie as gevolg van die beweging van liggame, genoem kinetiese (aangedui Ek), en energie as gevolg van die interaksie van liggame of eksterne velde, bekend as die potensiaal (E). Die bedrag van beweging en interaksie is die totale meganiese energie van die stelsel.

Vir die berekening van beide spesies is daar 'n algemene reël. Om die hoeveelheid energie wat nodig is om die werk wat nodig is vir die vertaling van die liggaam van die nul staat om die huidige stand bereken bepaal. Hoe groter is die werk, sal die meer energie 'n liggaam het in hierdie toestand.

Ontbondeling van verskillende tekens

Daar is verskeie tipes van energie-afdeling. Op verskillende gronde dit word verdeel in: eksterne (kinetiese en potensiële) en interne (meganiese, termiese, elektromagnetiese, kern, swaartekrag). Elektromagnetiese energie op sy beurt verdeel in magnetiese en elektriese en kernkrag - energie swak en sterk interaksies.

kinetiese

Enige bewegende liggaam gekenmerk deur die teenwoordigheid van kinetiese energie. Daar word dikwels genoem - ry. energie van die liggaam wat beweeg, is verlore wanneer stadiger. So, hoe vinniger die spoed, hoe meer kinetiese energie.

Op kontak van die bewegende liggaam om 'n stilstaande voorwerp oorgedra laaste deel van die kinetiese energie, en lei dit in beweging. Kinetiese energie formule is soos volg:

• E _om = mv ^2: 2,
  waar m - die massa van die liggaam, v - spoed van beweging van die liggaam.

In die woorde van hierdie formule uitgedruk kan word soos volg: die kinetiese energie van 'n voorwerp is gelyk aan die helfte van die produk van die massa en die vierkante van sy snelheid.

potensiaal

Hierdie soort van energie het 'n liggaam, wat in enige gebied van krag. So, die magnetiese ontstaan wanneer die voorwerp is onder die invloed van 'n magneetveld. Alle liggame op die grond, het die potensiaal gravitasie energie.

Afhangende van die studie van die eienskappe van voorwerpe kan hulle verskillende soorte potensiële energie het. So, die sterk en elasties liggaam wat in staat is van rek is nie elastiese potensiële energie of spanning. Enige vallende liggaam, wat voorheen vaste, verloor potensiaal en verkry kinetiese energie. Die waarde van hierdie twee spesies sal gelykstaande wees. In die veld van ons planeet se gravitasie potensiële energie formule is soos volg:

• E _N = MHG,
  waar m - liggaam gewig; h - hoogte van die sentrum van liggaamsmassa bo die vlak nul; g - versnelling van swaartekrag.

In die woorde van hierdie formule uitgedruk kan word soos volg: die potensiële energie van 'n voorwerp wat in wisselwerking met die aarde, is die produk van die massa, swaartekragversnelling en die hoogte waarteen dit geleë is.

Dit skalaarhoeveelheid is 'n kenmerk energie reserwe materiaal punt (liggaam), geleë in die potensiaal gebied van krag en uit te brei na kinetiese energie verkry deur die werk van die veld krag. Soms na verwys as 'n funksie van koördinate, wat die term in langranzhiane stelsel (Lagrange dinamiese stelsel funksie) is. Hierdie stelsel beskryf hul interaksie.

Die potensiële energie is gelyk aan nul vir 'n paar konfigurasies van liggame van die hand gesit in die ruimte. Konfigureerbare bepaal die gerief van 'n verdere berekeninge en staan bekend as "normalisering van die potensiële energie."

Wet van behoud van energie

Een van die mees basiese beginsels van fisika is die wet van behoud van energie. Volgens hom het die energie nie ontstaan uit die bloute en nie verdwyn nie. Dit beweeg voortdurend van een vorm na 'n ander. Met ander woorde, net die energie verandering plaasvind. Byvoorbeeld, is die chemiese energie van 'n flitslig battery omgeskakel in elektriese energie, en daaruit - in die lig en hitte. Verskeie elektriese toestelle word omgeskakel na die lig, hitte of klank. In die meeste gevalle, die eindresultaat van veranderinge is hitte en lig. Daarna het die energie gaan in die omliggende ruimte.

Energie Wet kan baie verduidelik fisiese verskynsels. Wetenskaplikes sê dat die totale volume van die konstante in die heelal konstant bly. Niemand kan skep of energie weer vernietig. Vervaardiging een van sy soort, mense gebruik die brandstof energie van vallende water, die atoom. So een van sy soort is omskep in 'n ander.

In 1918 het wetenskaplikes in staat was om te bewys dat die wet van behoud van energie is 'n wiskundige gevolg van translasie simmetrie van tyd - paring energie waardes. Met ander woorde, is energie behoue bly omdat die wette van fisika nie verskil op verskillende tye.

energie Kenmerke

Energie - is die liggaam se vermoë om die werk te doen. In geslote fisiese stelsels dit in stand gehou word regdeur die tyd (tot die stelsel is gesluit) en verteenwoordig een van die drie toevoeging integrale beweging behoud van waarde wanneer jy ry. Dit sluit in: energie, momentum, momentum. Die bekendstelling van die konsep van "energie" is sinvol as die fisiese stelsel is homogeen in tyd.

Die interne energie van liggame

Dit verteenwoordig die som van die energie van die molekulêre interaksies en termiese beweging van die molekules waaruit dit. Dit kan nie direk gemeet word nie, want dit is 'n unieke funksie van die stelsel staat. Wanneer die stelsel is in hierdie toestand, sy interne energie het inherente waarde, ongeag van die geskiedenis van die stelsel. Die verandering in interne energie in die oorgang van een fisiese toestand na 'n ander is altyd gelyk aan die verskil tussen die waardes in sy finale en aanvanklike state.

Die interne energie van die gas

In bykomend tot vaste stowwe, gasse en energie is. Dit is die kinetiese energie van die hitte (random) beweging van deeltjies in die stelsel, wat atome, molekules, elektrone, kern sluit. Die interne energie van 'n ideale gas (gas wiskundige model) is die som van die kinetiese energie van die deeltjies. Dit in ag neem die aantal grade van vryheid, wat is die aantal onafhanklike veranderlikes, wat die posisie van molekules in die ruimte te bepaal.

Die gebruik van energie

Elke jaar, is die mensdom in beslag meer en meer energie. In die meeste gevalle, die energie wat nodig is vir beligting en verhitting ons huise, voertuie en werking van verskeie meganismes, gebruik fossiel koolwaterstowwe soos steenkool, olie en gas te kry. Hulle is nie-hernubare hulpbronne.

Ongelukkig, net 'n klein deel van die energie wat geproduseer word op die planeet deur die gebruik van hernubare hulpbronne soos water, wind en son. Tot op datum, hul aandeel in krag is slegs 5%. Nog 'n 3% van mense ontvang in die vorm van kernkrag geproduseer in kernkragsentrales.

Nie-hernubare hulpbronne die volgende aandele (in joules)

• kernkrag - 2 x ^{24 Oktober;}
• energie van die gas en olie - 2 × 10 ^23;
• Verhit intern die planeet - 5 x ^{20 Oktober.}

Die jaarlikse waarde van die hernubare hulpbronne van die aarde:

• sonenergie - 2 x ^{24 Oktober;}
• Wind - 6 x ^{21 Oktober;}
• River - 6.5 × 10 ^19;
• getye - 2.5 x ^{23 Oktober.}

Slegs met die tydige oorgang van nie-hernubare reserwes energie van hernubare mensdom die aarde se het 'n kans vir 'n lang en gelukkige lewe op ons planeet. Uit te voer die gevorderde ontwikkeling van wetenskaplikes regoor die wêreld voortgaan om deeglik te bestudeer die verskillende eienskappe van energie.