Εργασιακή Ισχύς Ενέργεια

Δουλειά και ενέργεια είναι αλληλένδετα. Η εργασία είναι η μετάδοση ενέργειας. Στη φυσική, η εργασία ορίζεται ως η μεταφορά ενέργειας από το ένα πράγμα στο άλλο. Επίσης, ενέργεια είναι η ικανότητα λειτουργίας. Μια δύναμη λέγεται ότι λειτουργεί όταν προκαλεί μετατόπιση παράλληλη με τη γραμμή δράσης της. Περιλαμβάνει δύναμη και κίνηση προς την κατεύθυνση της δύναμης. Ενέργεια είναι η ικανότητα να δουλεύεις! Ας καταλάβουμε περισσότερα για τις ιδέες και τις αρχές της εργασίας και της ενέργειας σε αυτό το δοκίμιο.

Εργασία

Η εργασία μπορεί να επιτευχθεί μόνο όταν ασκείται δύναμη και υπάρχει κίνηση ή μετατόπιση προς την κατεύθυνση της ασκούμενης δύναμης. Το ποσό μιας δύναμης που εφαρμόζεται σε ένα αντικείμενο πολλαπλασιαζόμενο με την απόσταση που διανύθηκε προς την κατεύθυνση της δύναμης ισούται με το έργο που έχει γίνει. Η εργασία δεν έχει κατεύθυνση και απλώς μέγεθος. Η εργασία είναι επομένως ένας βαθμωτός αριθμός.

Ενότητα εργασίας

Το Joule (J) είναι η μονάδα εργασίας SI. Αν ασκηθεί δύναμη 5 newton σε ένα αντικείμενο που ταξιδεύει 2 μέτρα, η εργασία που γίνεται είναι ίση με 10 newton-m ή 10 Joule. Αξίζει να σημειωθεί ότι 1 J =1 N m =1 kg m2/s2

Ενέργεια

Ως ενέργεια ορίζεται η ικανότητα για εργασία. Η ενέργεια δεν μπορεί να παραχθεί ή να καταστραφεί, απλώς μετατρέπεται από τη μια μορφή στην άλλη. Η ενέργεια μετριέται σε Joules, την ίδια μονάδα με την εργασία. Επειδή η ενέργεια μπορεί να βρεθεί σε μια ποικιλία αντικειμένων, υπάρχουν διάφορες μορφές ενέργειας.

Η ενέργεια μπορεί να χωριστεί σε δύο τύπους:κινητική ενέργεια και δυναμική ενέργεια. Η κινητική ενέργεια είναι η ενέργεια που αποθηκεύεται σε ένα αντικείμενο και μετριέται από την ποσότητα της εργασίας που εκτελείται, ενώ η Δυνητική ενέργεια είναι η ενέργεια που αποθηκεύεται σε ένα πράγμα και ποσοτικοποιείται από την ποσότητα της εργασίας που εκτελείται.

Τύποι ενέργειας

Τα παρακάτω είναι μερικοί άλλοι διαφορετικοί τύποι ενέργειας:

• Μηχανική ενέργεια
• Μηχανική ενέργεια κυμάτων
• Χημική ενέργεια
• Ηλεκτρική ενέργεια
• Μαγνητική ενέργεια
• Ακτινοβολούμενη ενέργεια
• Πυρηνική ενέργεια
• Ενέργεια ιονισμού
• Ελαστική ενέργεια
• Βαρυτική ενέργεια
• Θερμική ενέργεια
• Θερμική ενέργεια

Μονάδα Ενέργειας

Το Joule (J) είναι η μονάδα ενέργειας SI, που πήρε το όνομά του από τον James Prescott Joule.

Ισχύς

Το έργο όλων των δυνάμεων είναι ίσο με τη μεταβολή της κινητικής ενέργειας. Η ισχύς μπορεί να οριστεί ως ο ρυθμός με τον οποίο ολοκληρώνεται η εργασία, καθώς και η ποσότητα ενέργειας που δαπανάται ανά μονάδα χρόνου.

Μονάδα ισχύος

Η ισχύς είναι βαθμωτός αριθμός αφού δεν έχει κατεύθυνση. Joules per second (J/s), συχνά γνωστό ως Watt, είναι η μονάδα ισχύος SI. Ένα watt είναι η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για να ολοκληρωθεί ένα joule εργασίας σε ένα δευτερόλεπτο. Η μονάδα Watt πήρε το όνομά της από τον Sir James Watt, τον εφευρέτη της ατμομηχανής.

Work Energy and Power Εφαρμογές πραγματικής ζωής

Οραματιστείτε ένα αυτοκίνητο που ταξιδεύει σε αυτοκινητόδρομο με σταθερό ρυθμό. Λόγω της τριβής του αέρα, ο κινητήρας του αυτοκινήτου πρέπει να στέλνει ώση προς τα εμπρός. Η τριβή ελαστικού-δρόμου παρέχει την απαιτούμενη δύναμη κατά την πτήση.

Η «δουλειά» του κινητήρα πολλαπλασιάζει την απόσταση του αυτοκινήτου. Δεν είναι συνεπές επειδή το αυτοκίνητο και η εργασία επεκτείνονται με την πάροδο του χρόνου. Η ισχύς εφαρμόζεται δύναμη επί την ταχύτητα του οχήματος. Η ισχύς είναι συνεχής αφού ο αυτοκινητόδρομος είναι ομαλή και γρήγορη. Μπορεί να επιταχύνει πιο γρήγορα (μεγάλη δύναμη σε χαμηλές ταχύτητες) και να διατηρήσει υψηλότερες ταχύτητες σε συνθήκες ανέμου (μέτρια δύναμη σε υψηλές ταχύτητες).

Η ισχύς είναι ο ρυθμός κατανάλωσης εργασίας και ενέργειας (ή που δημιουργείται). Ο κινητήρας ενός αυτοκινήτου μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε μηχανική εργασία για τους τροχούς και τέλος το αυτοκίνητο. Η απαραίτητη ενέργεια είναι το έργο του κινητήρα.

Ανά χιλιόγραμμο, η βενζίνη περιέχει 44 MJ ενέργειας. Επειδή οι κινητήρες των αυτοκινήτων είναι μόνο 20% αποδοτικοί, οι τροχοί παίρνουν 8,8 MJ (το υπόλοιπο χάνεται ως καυτή εξάτμιση και τριβή στο σύστημα μετάδοσης κίνησης). Ένα αυτοκίνητο 3500 λιβρών μπορούσε να χτυπήσει 235 mph χωρίς αντίσταση στον αέρα. Ένας κινητήρας 250 kW διαρκεί 35 δευτερόλεπτα, ένας κινητήρας 1000 kW 9.

Σε ένα σύγχρονο αυτοκίνητο μεσαίου μεγέθους που ταξιδεύει με 70 mph, η αντίσταση του αέρα δημιουργεί δύναμη 400 N. Οι τροχοί μπορούν να χρησιμοποιούν 25,2 MJ από τα 126 MJ βενζίνης. Αυτή είναι αρκετή ενέργεια για να ξεπεραστεί η αντίσταση του αέρα για 39 μίλια.

Συμπέρασμα

Στη φυσική, οι έννοιες της εργασίας, της δύναμης και της ενέργειας είναι εξαιρετικά σημαντικές. Το έργο όλων των δυνάμεων είναι ίσο με τη μεταβολή της κινητικής ενέργειας. Μπορούμε έτσι να συμπεράνουμε ότι η ενέργεια σε διάφορες μορφές, όπως η μηχανική ενέργεια, διατηρείται. Μπορεί να αλλάξει σε διαφορετικό σχήμα. Ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας είναι αυτό που ονομάζεται. Δείχνει ότι η συνολική εργασία που απαιτείται για την ανύψωση ενός αντικειμένου είναι ίση με τη βαρυτική δυναμική ενέργεια που ανακτάται.