Energi - är ... potential och kinetisk energi. Vad är energi i fysik?

Energi - det är så att det inte bara livet på vår planet, men också i universum. Samtidigt kan det vara mycket olika. Till exempel, värme, ljud, ljus, elektricitet, mikrovågsugn, kalorier är olika typer av energi. För alla processer som äger rum runt omkring oss, är det nödvändigt detta ämne. Merparten av den energi allt på jorden får från solen, men det finns andra källor till det. Solen skickar sin planet så mycket som skulle kunna utvecklas samtidigt 100 miljoner i den mest kraftfulla kraft.

Vad är energi?

Teorin framfört Albertom Eynshteynom studerar vi förhållandet mellan materia och energi. Denna stora vetenskapsman kunde visa förmåga att omvandla ett ämne till ett annat. Det visade sig att energi är den viktigaste faktorn på existensen av kroppar, och frågan är sekundär.

Energi - är i stort, förmågan att utföra en del arbete. Det var hon som står bakom idén om en kraft i stånd att förflytta kroppen eller ge den nya egenskaper. Vad betyder begreppet "energi"? Fysik - det är en grundläggande vetenskap, som ägnade sitt liv, många forskare från olika epoker och länder. Aristoteles använde ordet "energi" för att hänvisa till mänskliga aktiviteter. Översatt från den grekiska "energi" - denna "aktivitet", "makt", "action", "makt". Första gången ordet visas i avhandlingen av grekiska forskare som kallas "Physics".

I konventionell mening, är det nu termen har myntats den engelska fysikern Thomas Young. Denna betydelsefulla händelsen inträffade i en avlägsen 1807. I 50-talet av artonhundratalet. Engelska engineer Uilyam Tomson använde först termen "kinetisk engergiya", och 1853 den skotska fysikern Uilyam Renkin myntade begreppet "potentiell energi".

Idag är detta en skalär kvantitet förekommer i alla delar av fysik. Det är ett vanligt mått på olika former av rörelse och interaktion av materia. Med andra ord är det ett mått på omvandlingen av en form till en annan.

Enheter och symboler

Den mängd av den energi mäts i joule (J). Denna speciella enhet, beroende på vilken typ av energi kan ha olika benämningar, till exempel:

• W - total energi i systemet.
• Q - värme.
• U - potential.

typer av energi

I naturen finns det många olika typer av energi. De viktigaste är:

• mekaniskt;
• elektromagnetiska;
• elektriska;
• kemikalie;
• termisk;
• nukleära (atom).

Det finns också andra former av energi: ljus, ljud, magnetiska. Under de senaste åren, ett växande antal fysiker, forskare är benägna att hypotesen om existensen av den så kallade "mörka" energi. Var och en av ovanstående typer av detta ämne har sina egna egenskaper. Till exempel, är ljudenergin kan överföras med hjälp av vågor. De bidrar till uppkomsten av vibrationstrumhinnan i örat på människor och djur, genom vilken du kan höra ljud. Under olika kemiska reaktioner frigör energi som krävs för livet av alla organismer. Något bränsle, livsmedel, batterier, batterier är lagring av denna energi.

Vår ljus ger världen energi i form av elektromagnetiska vågor. Det enda sättet hon kan övervinna det väldiga kosmos. Tack vare modern teknik, såsom solpaneler, kan vi använda den på bästa sätt. Överskott oanvända energin lagras i speciella energohranilischah. Tillsammans med ovanstående energiformer används ofta varma källor, floder, tidvatten av havet, biobränslen.

mekanisk energi

Denna typ av energi studeras i den gren av fysiken som kallas "mekanik". Den betecknas med bokstaven E. Dess mätningen utförs i joule (J). Vad är denna energi? Fysikstudier mekanik rörelse av kroppar och deras interaktion med varandra eller med externa fält. Energin på grund av att rörelsen av organ, som kallas kinetisk (betecknade Ek), och energi på grund av interaktionen av organ eller externa fält, som kallas potential (E). Mängden rörelse och interaktion är den totala mekaniska energin hos systemet.

Vid beräkningen av båda arterna finns en allmän regel. För att bestämma mängden energi som krävs för att beräkna det arbete som krävs för översättningen av kroppen från noll tillstånd till det nuvarande tillståndet. Ju större arbete, desto mer energi har en kropp i detta tillstånd.

Åtskillnad av olika tecken

Det finns flera typer av energi division. På olika grunder den är uppdelad i: extern (kinetisk och potentiell) och den inre (mekaniska, termiska, elektromagnetiska, nukleär, gravitation). Elektromagnetisk energi i sin tur uppdelat i magnetiska och elektriska och nukleära - energi svaga och starka interaktioner.

kinetisk

Någon rörlig kropp kännetecknas av närvaron av kinetisk energi. Det är ofta kallas - körning. energin i kroppen som rör sig, går förlorad när saktar ner. Således, desto snabbare hastighet, desto mer rörelseenergi.

Vid kontakt av den rörliga kroppen vid ett stationärt föremål sänds sista delen av den kinetiska energin, och leder den i rörelse. Kinetisk energi formel är följande:

• E _till = mv ^2: 2,
  där m - massan av kroppen, v - rörelsehastighet hos kroppen.

I ord av denna formel kan uttryckas som följer: den kinetiska energin hos ett objekt är lika med halv produkten av dess massa och kvadraten på dess hastighet.

potential

Denna typ av energi har en kropp som är i någon kraftfält. Sålunda, den magnetiska uppstår när föremålet är under inverkan av ett magnetfält. Alla kroppar är på marken, har potential gravitations energi.

Beroende på studiet av egenskaperna hos objekten kan de ha olika typer av potentiell energi. Sålunda, det fjädrande och elastiska organ som är i stånd att sträcka har elastisk potentiell energi eller spänning. Varje fallande kropp, som tidigare har fastställts, förlorar potential och förvärvar kinetisk energi. Värdet av dessa två arter kommer att vara likvärdiga. Inom området för vår planets gravitations potentiell energi formel kommer att vara följande:

• E _n = MHG,
  där m - kroppsvikt; h - höjden av mitten av kroppsmassan ovanför nollnivån; g - tyngdaccelerationen.

I ord av denna formel kan uttryckas som följer: den potentiella energin av ett objekt som interagerar med jorden, är produkten av dess massa, tyngdaccelerationen och höjden vid vilken den är belägen.

Denna skalär kvantitet är en karakteristisk energireservmaterial punkten (kroppen), som ligger i det potentiella området för kraft och förlängning att förvärva kinetiska energin genom arbetet i kraftfältet. Ibland till som en funktion av koordinater, som är den term i langranzhiane systemet (Lagrange dynamiskt system funktion). Detta system beskriver deras interaktion.

Den potentiella energin likställs till noll för vissa konfigurationer av organ placerade i utrymmet. Konfigurerbar bestämt att underlätta för ytterligare beräkningar och kallas "normalisering av potentiell energi."

Lagen om energisparande

En av de mest grundläggande principerna i fysik är lagen om energins bevarande. Enligt honom har den energi som uppstår inte från ingenstans och försvinner inte. Den rör sig hela tiden från en form till en annan. Med andra ord förekommer endast energiförändring. Till exempel är den kemiska energin i en ficklampa batteri omvandlas till elektrisk energi, och från det - i ljus och värme. Olika elektriska apparater omvandlas till ljus, värme eller ljud. I de flesta fall slutresultatet av förändringar är värme och ljus. Efter det går energin i den omgivande rymden.

Energilagen kan förklara många fysikaliska fenomen. Forskare säger att den totala volymen av dess konstant i universum förblir konstant. Ingen kan skapa eller förstöra energi igen. Att producera en av dess slag, människor använder bränslen av fallande vatten, atomen. Sålunda en i sitt slag omvandlas till en annan.

År 1918, kunde forskarna visa att lagen om energins bevarande är en matematisk följd av translationell symmetri tids - parning energivärden. Med andra ord sparas energi eftersom fysikens lagar inte skiljer sig vid olika tidpunkter.

energi funktioner

Energi - är kroppens förmåga att göra jobbet. I slutna fysiska system är det upprätthålls under hela den tid (tills systemet är stängd) och representerar en av de tre additiva integraler rörelsebevarande värde vid körning. Dessa inkluderar: energi, fart, fart. Införandet av begreppet "energi" är användbart när det fysiska systemet är homogent i tid.

Den inre energi organ

Det representerar summan av energierna för de molekylära interaktioner och termisk rörelse av molekylerna som utgör den. Den kan inte mätas direkt, eftersom det är en unik funktion av systemtillståndet. När systemet är i detta tillstånd har sin inre energi inneboende värde, oavsett historien om systemet. Ändringen i inre energi i övergången från ett fysiskt tillstånd till ett annat är alltid lika med skillnaden mellan värdena i sina slutliga och initiala tillstånd.

Den inre energin hos gasen

Förutom fasta ämnen, gaser och energi är. Det är den kinetiska energin av det värme (slumpmässiga) rörelse av partiklar i systemet, som inkluderar atomer, molekyler, elektroner, nucleus. Den inre energin hos en ideal gas (gas matematisk modell) är summan av den kinetiska energin hos dess partiklar. Detta tar hänsyn till antalet frihetsgrader, vilket är antalet oberoende variabler, som bestämmer positionen av molekyler i rymden.

Användningen av energi

Varje år mänskligheten förbrukar mer och mer energi. I de flesta fall, för erhållande av den energi som behövs för belysning och uppvärmning av våra hem, fordon och drift av olika mekanismer, som används fossila kolväten såsom kol, olja och gas. De är icke-förnybara resurser.

Tyvärr bara en liten del av den energi som produceras på planeten genom att använda förnyelsebara resurser som vatten, vind och sol. Hittills är deras andel i kraft endast 5%. Ytterligare 3% av människor får i form av kärnkraft som produceras i kärnkraftverk.

Icke-förnybara resurser har följande bestånd (i joule)

• kärnenergi - 2 x ^{24 oktober,}
• energi hos gasen och olja - 2 x 10 ^23;
• värme internt planeten - 5 x ^{20 oktober.}

Det årliga värdet av förnybara resurser på jorden:

• solenergi - 2 x ^{24 oktober,}
• Vind - 6 x ^{21 oktober,}
• Flod - 6,5 x 10 ^19;
• tidvatten - 2,5 x ^{23 oktober.}

Endast med tid övergången från icke-förnybara energireserver av jordens förnyelsebara mänskligheten har en chans för ett långt och lyckligt liv på vår planet. För att genomföra avancerad utveckling av forskare runt om i världen fortsätter att noggrant studera de olika egenskaper hos energi.