tenaga dalam fizik

Fizikal

2022

Kami menerangkan apa tenaga dalam fizik, apakah tenaga potensi dan kinetik. Juga, bagaimana daya bertindak dan apa itu kerja.

Tenaga ialah kebolehan untuk menjalankan sesuatu kerja.

Apakah tenaga?

Dalam fizikal, kita merujuk kepada tenaga sebagai keupayaan sistem atau fenomena untuk menjalankan kerja tertentu. Perkataan tenaga berasal dari bahasa Yunanibertenaga yang bermaksud "daya tindakan" atau "daya kerja". Ia adalah konsep yang digunakan secara meluas dalam sains ini dan dalam bidang lain secara umum, dengan makna dan makna yang berbeza.

Keupayaan untuk menjalankan kerja ini adalah kunci dalam kepentingan fizik dalam tenaga, kerana disiplin ini mengkaji sistem alam semula jadi sebagai tindakan dan tindak balas di mana jirim saling berkaitan dan tenaga dipindahkan dari satu sistem ke sistem yang lain, dari satu bentuk ke bentuk yang lain.

Malah, tenaga dikawal mengikut Undang-undang Termodinamik Kedua (dalam Mekanik klasik, iaitu Newtonian), yang menetapkan bahawa jumlah tenagaAlam semesta ia sentiasa stabil, kekal dan tidak boleh dicipta atau dimusnahkan, hanya boleh diubah.

Sebaliknya, dalam mekanik relativistik, ditadbir olehTeori relativiti Albert Einstein, tenaga dan jisim mempunyai hubungan yang lebih rapat yang mentakrifkan persamaan yang terkenal E = m.c2, iaitu tenaga bersamaan dengan masa jisimkelajuan cahaya kuasa dua. Oleh itu, semua badan, hanya kerana ia terdiri daripada jirim, mempunyai jumlah tenaga yang diberikan oleh persamaan Einstein.

Sebaliknya, tenaga (E) dan kerja (W) adalah setara, jadi ia diukur dalam jenis unit yang sama: Joule atau Joule (J), iaitu Newton per meter (N / m).

Tenaga keupayaan

Tenaga potensi dikaitkan dengan badan atau sistem fizikal yang ditentukan berdasarkan kedudukan atau ketinggiannya, iaitu, berdasarkan medan daya di mana ia direndam. Jenis tenaga ini boleh dikelaskan kepada:

  • Tenaga keupayaan graviti. Ia adalah tenaga yang dimiliki oleh badan besar apabila direndam dalam medan graviti. Medan graviti dicipta di sekeliling objek dengan jisim sangat besar (seperti jisim planet dan juga matahari). Sebagai contoh, kereta roller coaster mempunyai tenaga potensi maksimum pada kedudukan ketinggian maksimumnya kerana ia tenggelam dalam medan graviti Bumi. Sebaik sahaja gerabak dijatuhkan, ia kehilangan ketinggian dan tenaga potensi diubah menjadi tenaga kinetik.
  • Tenaga keupayaan elektrostatik. Mengenai elektrik juga menggunakan konsep tenaga keupayaan, yang boleh ditukar kepada bentuk tenaga lain, seperti kinetik, terma atau ringan, memandangkan fleksibiliti yang sangat besar elektromagnetisme. Dalam kes ini tenaga terhasil daripada medan daya elektrik yang dihasilkan oleh zarah bercas.
  • Tenaga keupayaan anjal. Tenaga keupayaan anjal mempunyai kaitan dengan sifat keanjalan jirim, iaitu kecenderungan untuk mendapatkan semula bentuk asalnya selepas dikenakan daya ubah bentuk yang lebih besar daripada rintangannya. Contoh tenaga kenyal yang jelas ialah spring yang meregang atau mengecut akibat daya luar dan kembali ke kedudukan asalnya apabila daya itu tidak lagi digunakan. Contoh lain ialah sistem busur dan anak panah. Dalam yang terakhir, tenaga potensi kenyal mencapai nilai maksimum apabila arka ditarik dengan menarik gentian elastik, sedikit membengkokkan kayu, tetapi dengan kelajuan sifar. Seketika seterusnya tenaga keupayaan menjadi kinetik dan anak panah dilemparkan pada kelajuan penuh ke hadapan.

Tenaga kinetik

Jasad yang bergerak pada kelajuan tertentu akan mempunyai tenaga kinetik yang berkaitan.

Tenaga kinetik ialah tenaga pergerakan, dan ia biasanya ditetapkan oleh tanda-tandaKT atauEckerana ia amat penting untuk pelbagai bidang fizik. Jasad yang bergerak pada kelajuan tertentu akan mempunyai tenaga kinetik yang berkaitan.

Tenaga kinetik adalah kunci dalam konsep suhu, sebenarnya suhu ialah tenaga kinetik bagi zarah yang membentuk satu daripada bahan atau objek.

Formula tradisional untuk mengira tenaga kinetik jasad yang bergerak pada kelajuan (v) adalah seperti berikut:Ec = ½.m.v2

Paksa

Dalam fizik, memaksa Ia adalah kuantiti vektor (dikurniakan arah dan deria) dan mampu mengubah suai jumlah pergerakan atau bentuk badan atau bahan tertentu. Ia tidak setara dengan usaha atau tenaga.

Daya diukur dalam Sistem Antarabangsa oleh Newton (N). Satu Newton ditakrifkan sebagai jumlah daya yang diperlukan untuk mempercepatkan objek berjisim 1 kg sebanyak 1 m / s2.

Kerja

Dalam fizik Newtonian (klasik), kerja daya ditakrifkan sebagai hasil darab daya dan jarak di mana daya itu digunakan.

Kerja ini akan sama dengan jumlah tenaga yang diperlukan untuk menggerakkannya dengan pantas.

Kerja diwakili oleh simbolW (daripada bahasa Inggeriskerja), ialah magnitud skalar (tanpa arah) dan dinyatakan dalam unit yang sama dengan tenaga (joule).

!-- GDPR -->