Механічна енергія та її види
Слово "енергія" походить з грецької мови і має значення «дія", "діяльність». Саме поняття було вперше введено англійським фізиком Т. Юнгом на початку XIX століття. Під «енергією» розуміється здатність володіє цією властивістю тіла здійснювати роботу. Тіло здатне здійснювати тим більшу роботу, ніж більшою енергією вона володіє. Існує кілька її видів: внутрішня, електрична, ядерна та механічна енергії. Остання частіше за інших зустрічається у нашому повсякденному житті. Людина з давніх часів навчився пристосовувати її під свої потреби, перетворюючи в механічну роботу за допомогою різноманітних пристосувань і конструкцій. Ми можемо також перетворювати одні види енергії в інші.
В рамках механіки (один з розділів фізики) механічна енергія - це фізична величина, яка характеризує здатність системи (тіла) до вчинення механічної роботи. Отже, показником присутності даного виду енергії є наявність деякої швидкості руху тіла, володіючи якою, воно може здійснювати роботу.
Види механічної енергії: кінетична і потенційна. У кожному випадку кінетична енергія - величина скалярна, що складається із суми кінетичних енергій всіх матеріальних точок, що складають конкретну систему. Тоді як потенційна енергія одиночного тіла (системи тіл) залежить від взаємного положення його (їх) частин в рамках зовнішнього силового поля. Показником зміни потенційної енергії служить досконала робота.
Тіло має кінетичної енергією, якщо воно знаходиться в русі (її інакше можна назвати енергією руху), а потенційної - якщо воно підняте над поверхнею землі на якусь висоту (це енергія взаємодії). Вимірюється механічна енергія (як і інші види) в Джоулях (Дж).
Для знаходження енергії, якою володіє тіло, потрібно знайти роботу, витрачену на переклад цього тіла в нинішній стан із стану нульового (коли енергія тіла прирівнюється до нуля). Далі наведені формули, згідно з якими може бути визначена механічна енергія та її види:
- кінетична - Ek = mV2/ 2-
- потенційна - Ep = mgh.
У формулах: m - маса тіла, V - швидкість його поступального руху, g - прискорення падіння, h - висота, на яку тіло підняте над поверхнею землі.
Знаходження для системи тіл повної механічної енергії полягає у виявленні суми її потенційної і кінетичної складових.
Прикладами того як механічна енергія може застосовуватися людиною служать і винайдені в найдавніші часи знаряддя (ніж, спис і т.д.), і найсучасніші годинник, літаки, інші механізми. Як джерела даного виду енергії і виконуваної нею роботи можуть виступати сили природи (вітер, морські припливи і відливи, Протягом річок) і фізичні зусилля людини або тварин.
Сьогодні дуже часто механічна робота систем (наприклад, енергія обертового вала) підлягає подальшому перетворенню при виробництві електричної енергії, для чого використовують генератори струму. Розроблено безліч пристроїв (двигунів), здатних виконувати безперервне перетворення в механічну енергію потенціалу робочого тіла.
Існує фізичний закон збереження її, згідно з яким в замкнутій системі тіл, де немає дії сил тертя і опору, постійною величиною буде сума обох видів її (Ek і Ep) всіх складових її тел. Така система ідеальна, але в реальності подібних умов не можна досягти.
Напруга струму - важливе поняття електротехніки Електрика - найбільш використовуваний людиною вид енергії. Без перебільшення можна сказати, що визначення електричного струму як упорядкованого руху електронів добре відомо ще зі шкільного підручника фізики. Але от що таке напруга струму і яким…
Енергія електричного поля Говорячи про те, що таке енергія електричного поля, не можна не вказати, що це найважливіший його параметр. Незважаючи на те, що сам термін «енергія» досить звичний і, на перший погляд, очевидна, в даному випадку потрібно добре розуміти, про що йде…
Внутрішня енергія речовини Щоб відповісти на питання, що таке внутрішня енергія, давайте згадаємо приклад, який наводив шкільний викладач, пояснюючи сенс кінетичної і потенційної енергій. Якщо говорити простою мовою, то перша з них - це енергія переміщення, якою володіє…
Теплова енергія Енергія - здатність тіла виконувати роботу. Виділяють такі її види: електричну, механічну, гравітаційну, ядерну, хімічну, електромагнітну, теплову та інші.Перша - енергія електронів, що рухаються по ланцюгу. Найчастіше вона використовується для…
Різноманітні види енергії Енергія є величиною фізичної. Вона передбачає собою всю різноманітність руху природних речовин. Різним формам матерії відповідають різні види енергії.У повсякденній дійсності найбільш часто можна спостерігати безпосереднє рух і взаємодія фізичних…
Кінетична і потенційна енергія Однією з характеристик будь-якої системи є її кінетична і потенційна енергія. Якщо яка-небудь сила F надає дію на що знаходиться в спокої тіло таким чином, що останнє приходить в рух, то має місце здійснення роботи dA. У цьому випадку значення…
Закон збереження енергії - основа основ У своїй повсякденній діяльності людина використовує найрізноманітнішу енергію: теплову, механічну, ядерну, електромагнітну, і т.д. Однак поки будемо розглядати тільки одну її форму - механічну. Тим більше що з точки зору історії розвитку фізики,…
Що таке енергія Гіббса Мимовільність протікання процесів в системах відкритого та закритого типів описується через спеціальний критерій, який отримав назву енергія Гіббса. Він є функцією стану. Д.У. Гіббс, працюючи з термодинамічними системами, зумів вивести її через…
Перший закон термодинаміки Перший закон термодинаміки стверджує, що зміна внутрішньої енергії можливо тільки при наявності зовнішніх впливів. Іншими словами, якщо системі буде повідомлено певну кількість тепла і над нею буде здійснена робота, то активність даного тіла…
Робота в термодинаміці Наука, що вивчає теплові явища - це термодинаміка. Фізика розглядає її як один зі своїх розділів, який дозволяє зробити певні висновки, грунтуючись на уявленні речовини у вигляді молекулярної системи.Термодинаміка, визначення якої будуються на…
Енергія іонізації атома Енергія іонізації - основна характеристика атома. Саме вона визначає природу і міцність хімічних зв'язків, які здатний утворювати атом. Відновні властивості речовини (простого) також залежать від цієї характеристики.Поняття «енергія іонізації» іноді…
Кінетична енергія: поняття Кінетична енергія - це, згідно з визначенням, величина, рівна половині маси рухомого тіла, помноженого на квадрат швидкості цього тіла. Це - один з найважливіших термінів сучасної механіки. Якщо коротко висловитися, то це енергія руху, або різницю…
Робота електричного струму: загальна характеристика, формула, практичне значення З курсу фізики відомо, що однією з характеристик будь-якого тіла є його здатність здійснювати роботу, так як остання представляє не що інше, як перетворення одного виду енергії в інший (наприклад, потенційної в кінетичну). При цьому слід враховувати…