Это основа всего сущего. Она присутствует во всех процессах и явлениях окружающего мира, обеспечивая движение, работу и существование жизни.
Потенциальная и кинетическая, механическая и внутренняя. И вдобавок к этому ещё и закон сохранения. Как вы могли уже догадаться, речь пойдёт про энергию.
«Если вы хотите познать секреты вселенной, мыслите единицами измерения энергии, частоты и вибрации». Никола Тесла — американский инженер и физик-электроник, изобретатель в области электротехники и радиотехники.
Начнём с определения
Энергия — это общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи. Она не возникает из ничего и не исчезает, а может только переходить из одной формы в другую.
Энергия измеряется в джоулях (Дж) в Международной системе единиц (СИ). В атомной и ядерной физике и физике элементарных частиц часто используется внесистемная единица — электронвольт (эВ).
Различают следующие формы энергии:
Перейдём к механической энергии
Здесь я бы хотел выделить два определения: первое - это полное и исчерпывающее, академическое, назовём его так, и второе - понятное и простое.
- Механическая энергия — это скалярная физическая величина, мера механического движения тела, изменение которой определяется работой действующих на тело сил.
- Механическая энергия - это способность тела совершать механическую работу.
Наша задача - разбить орех. Для этого мы берём камень и бросаем на бедный орешек. Камень меняет свою энергию и совершает работу - раскалывает беднягу.
Механическая энергия играет важную роль в повседневной жизни и в физике. Она используется для объяснения и предсказания движения тел, работы механизмов и машин, а также для анализа различных физических явлений.
Кинетическая и потенциальная: в чём разница?
Казалось бы, первое и второе - всё энергия. Да, это правда. Но есть некоторые отличия, и в них необходимо разобраться!
Кинетическая энергия — это скалярная физическая величина, которая является мерой движения материальных точек, образующих механическую систему.
Она зависит только от масс и модулей скоростей этих точек. Кинетическая энергия используется для описания движения тел и систем, а также для расчёта работы, совершаемой силами, действующими на эти тела. Обозначается обычно как Ек. Измеряется в Джоулях (Дж).
Полученная формула для кинетической энергии справедлива лишь для скоростей, много меньших скорости света в вакууме (с = 300.000 км/с). При скоростях, близких к световой, в дело вступает теория относительности, созданная Эйнштейном.
Об этом читайте тут: https://dzen.ru/a/Zq4DOx0w-WGhfmey
Потенциальная энергия — это скалярная физическая величина, определяемая энергией взаимодействия между телами и характеризующая возможность совершения работы или движения. Потенциальная энергия обозначается символами Eп, W или Wп и измеряется в джоулях (Дж).
Существует три основных вида потенциальной энергии:
- В поле гравитационного притяжения Земли — энергия взаимодействия тела с Землёй.
- В электростатическом поле — энергия взаимодействия электрических зарядов.
- В механической системе — энергия упругой деформации.
ВАЖНО! Потенциальная энергия связана с положением и взаимодействием тел, а кинетическая — с движением и скоростью тел.
Потенциальная энергия пружины
Потенциальная энергия пружины возникает из-за её упругих свойств и зависит от степени растяжения или сжатия пружины. Эта энергия хранится в пружине и высвобождается при снятии внешнего воздействия.
Потенциальная энергия пружины — это энергия, которая накапливается в результате деформации пружины, то есть её растяжения или сжатия.
Кинетическая энергия и потенциальная энергия пружины очень похожи в формульном виде. Обратите на это внимание!
Закон сохранения энергии
Закон сохранения энергии — один из фундаментальных законов природы. Он гласит, что энергия не возникает и не исчезает, она может только переходить из одной формы в другую. Этот закон применим ко всем явлениям природы и является основой для понимания многих процессов в физике, химии и других науках.
Это означает, что если одно тело получает энергию, например, в результате падения, то эта энергия будет передана другим телам в системе, таким как Земля или другие объекты, с которыми происходит взаимодействие.
При падении тела его кинетическая энергия (энергия движения) превращается в потенциальную энергию (энергию положения) и наоборот.
Закон сохранения энергии проявляется в различных формах и процессах. Например, в химических реакциях, когда энергия выделяется или поглощается в виде теплоты или света.
Внутренняя энергия - это что ещё такое...?
Тут предлагаю поступить как в самом начале с определением энергии - ввести академическую формулировку и обычную.
- Внутренняя энергия — это суммарная энергия частиц, составляющих систему, включая энергию движения и взаимодействия этих частиц. Она зависит от температуры, давления и других параметров системы и определяет её способность совершать работу.
- Внутренняя энергия — это энергия, которую имеют все частицы, составляющие систему.
Внутренняя энергия может изменяться в результате совершения работы или процесса теплопередачи. Совершение работы над телом приводит к увеличению его внутренней энергии, а совершение работы телом — к уменьшению.
Во что превращается энергия?
Превращение одного вида энергии в другой — это естественный процесс, происходящий в природе и в повседневной жизни. Вот некоторые примеры превращений энергии:
- Солнечная энергия превращается в электрическую энергию с помощью солнечных панелей.
- Химическая энергия топлива (например, бензина) превращается в механическую энергию при сгорании в автомобиле.
- Механическая энергия двигателя автомобиля превращается в электрическую энергию при помощи генератора.
- Электрическая энергия превращается в световую энергию при освещении комнаты лампочкой.
- Световая энергия превращается в тепловую энергию при нагревании предметов под солнечными лучами.
Супер-схема
Ниже будет приведена схема, которая объясняет всё про энергию. Она довольно громоздкая, но если в ней разобраться, то всё станет предельно ясно со всеми этими энергиями. По сути вся эта статья может уместиться в этой схеме.
В заключение...
Энергия — это фундаментальное понятие, описывающее способность системы совершать работу или изменять своё состояние. Она существует в разных формах и может быть превращена из одной формы в другую. Энергия играет важную роль в жизни человека, влияя на физическое и психическое состояние, продуктивность и общее благополучие. Поддержание достаточного уровня энергии важно для здоровья и благополучия.
Самый лучший способ поддержать канал и автора, это поставить лайк под этой статьёй и подписаться. Делитесь этой записью с друзьями и возвращайтесь снова. Заранее спасибо!