Δουλειά και ενέργεια

Η ικανότητα εργασίας περιγράφεται ως ενέργεια. Επειδή μια εφαρμοσμένη δύναμη μπορεί να ολοκληρώσει εργασία σε ένα αντικείμενο και να δημιουργήσει μια αλλαγή στην ενέργεια, οι έννοιες του έργου και της ενέργειας είναι άρρηκτα συνδεδεμένες. Στη φυσική, ο όρος εργασίας είναι πολύ πιο ακριβής από ό,τι στην καθημερινή χρήση. Όταν ασκείται δύναμη σε ένα αντικείμενο, αυτό το μετακινεί σε απόσταση. Η εργασία συνδέεται με την άσκηση μυϊκής προσπάθειας στην καθημερινή μας δημοτική γλώσσα, αν και αυτό δεν συμβαίνει στη φυσική. Επειδή η δύναμη δεν σπρώχνει το αντικείμενο σε μια απόσταση, ένα άτομο που κρατά ένα βαρύ αντικείμενο δεν καταβάλλει σωματική προσπάθεια.

Εργασία

Σύμφωνα με τον ορισμό της φυσικής, η εργασία ολοκληρώνεται όταν το βαρύ αντικείμενο σηκώνεται, αλλά όχι όταν το πράγμα ξεκουράζεται. Μια μάζα στο άκρο μιας χορδής που περιστρέφεται σε οριζόντιο κύκλο σε μια επιφάνεια χωρίς τριβές είναι ένα άλλο παράδειγμα απουσίας εργασίας. Η κεντρομόλος δύναμη κατευθύνεται προς το κέντρο του κύκλου και ως εκ τούτου δεν μετακινεί το αντικείμενο σε μεγάλη απόσταση. δηλαδή η δύναμη δεν είναι στην κατεύθυνση κίνησης του αντικειμένου. Το τζάουλ (J), που είναι Newton/μέτρο ή kgm/sec, είναι η μονάδα SI για εργασία.

Εάν και μόνο εάν ασκηθεί δύναμη σε ένα σώμα και το σώμα μετακινηθεί σε μια συγκεκριμένη μετατόπιση ως αποτέλεσμα της ασκούμενης δύναμης, η ενέργεια θεωρείται «έγινε εργασία». Λόγω της εμπειρίας μας από την πραγματική ζωή, θα δηλώσουμε ότι η εργασία γίνεται σε διάφορες περιστάσεις και σενάρια. Ωστόσο, στον τομέα της φυσικής, ορισμένες ενέργειες μπορεί να μην θεωρούνται ως έργο, καθώς δεν πληρούν τις προϋποθέσεις για την ολοκλήρωση της εργασίας, όπως η εφαρμογή δύναμης και μετατόπισης. Είναι ζωτικής σημασίας να θυμάστε ότι εάν δεν υπάρχει μετατόπιση, δεν θα γίνει καμία δουλειά. Εάν ασκηθεί πολύ ισχυρή δύναμη σε ένα αντικείμενο, το αντικείμενο δεν κινείται ούτε έχει μετατόπιση, παρά το γεγονός ότι η δύναμη είναι αρκετά μεγάλη. Δεν υπάρχει δουλειά σε αυτό το σενάριο, σύμφωνα με τη φυσική.

Τύπος εργασίας που έγινε

Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει ένα μπλοκ μάζας m που βρίσκεται στο πάτωμα και μια δύναμη F λειτουργεί οριζόντια σε αυτό το μπλοκ. Ως αποτέλεσμα της ασκούμενης δύναμης, το μπλοκ ταξιδεύει μέσω μιας μετατόπισης d. Ως αποτέλεσμα, ο μαθηματικός τύπος της δύναμης θα είναι:

W=F×d

Μπορούμε επίσης να γράψουμε W=F×d coθ

Το γινόμενο κουκίδων της δύναμης που εφαρμόζεται και της μετατόπισης ισούται με την εργασία που έγινε.

Ολοκληρώθηκε η εργασία από το σύστημα

Πρέπει να υποθέσουμε ότι το σύστημα στο οποίο εκτελείται η εργασία δεν έχει αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον. Ο όγκος της εργασίας που ολοκληρώθηκε μπορεί να είναι θετικός, αρνητικός ή μηδενικός.

Όταν η ενέργεια εξέρχεται από το σύστημα, το έργο είναι θετικό. Εδώ, το σύστημα επιχειρεί να βελτιώσει το περιβάλλον.

Όταν εισάγεται ενέργεια στο σύστημα, η εργασία που γίνεται θεωρείται αρνητική. Το σύστημα εργάζεται εδώ.

Όταν δεν υπάρχει μετατόπιση, η εργασία που γίνεται είναι μηδέν.

Ενέργεια

Ως ενέργεια ορίζεται η ικανότητα εκτέλεσης δραστηριότητας. Υπάρχουν κινητική ενέργεια, δυναμική ενέργεια, θερμική ενέργεια, ηλεκτρική ενέργεια και άλλα είδη ενέργειας. Η κίνηση συνδέεται με όλους τους τύπους ενέργειας. Τα τζάουλ είναι η μονάδα ενέργειας SI.

Η ενέργεια περιγράφεται ως «η ικανότητα εκτέλεσης οποιασδήποτε εργασίας ή η ικανότητα εφαρμογής μιας δύναμης που αναγκάζει ένα αντικείμενο να μετακινηθεί από την αρχική του θέση». Η ενέργεια, για να το θέσω αλλιώς, είναι η δύναμη που προκαλεί την κίνηση των αντικειμένων.

Νόμοι για τη διατήρηση της ενέργειας

Η ενέργεια μπορεί να μεταφερθεί μόνο από τη μια μορφή στην άλλη, καθώς δεν μπορεί να καταστραφεί ή να δημιουργηθεί, σύμφωνα με το νόμο της διατήρησης της ενέργειας. Ένα σύστημα έχει πάντα την ίδια ποσότητα ενέργειας μέχρι να προστεθεί ενέργεια από το εξωτερικό.

Διαφορετικοί τύποι ενέργειας

Δυνητική ενέργεια

Η δυνητική ενέργεια είναι μία από τις δύο μορφές ενέργειας στο σύμπαν. είναι μια μορφή ενέργειας που έχει την ικανότητα να κάνει δουλειά αλλά δεν το κάνει ή δεν ασκεί καμία δύναμη σε οτιδήποτε άλλο. Η δυναμική ενέργεια ενός αντικειμένου βρίσκεται στη θέση του και όχι στην κίνησή του. Είναι γνωστό ως ενέργεια θέσης.

Ο τύπος της δυναμικής ενέργειας δίνεται ως εξής:U=mgh εδώ m είναι η μάζα του σώματος a, g είναι η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας και h είναι το ύψος στο οποίο μετατοπίζεται το σώμα.

Κινητική ενέργεια

Η κινητική ενέργεια δημιουργείται όταν η δυναμική ενέργεια απελευθερώνεται και αναγκάζεται σε κίνηση από τη βαρύτητα ή τις ελαστικές δυνάμεις, μεταξύ άλλων καταλυτών. Η ενέργεια που αποθηκεύεται στην κίνηση αναφέρεται ως κινητική ενέργεια. Καθώς γίνεται εργασία σε ένα αντικείμενο, η κινητική του ενέργεια αυξάνεται και επιταχύνεται. Οι πιο σημαντικοί παράγοντες για τον προσδιορισμό της κινητικής ενέργειας είναι η κίνηση του αντικειμένου (μετρούμενη ως ταχύτητα) και η μάζα. Ενώ η μάζα είναι ένα καθολικό μέτρο, η κίνηση ενός αντικειμένου μπορεί να λάβει πολλές διαφορετικές μορφές, όπως περιστροφή γύρω από έναν άξονα, δόνηση, μετατόπιση ή οποιονδήποτε συνδυασμό αυτών και άλλων κινήσεων.

Ο τύπος της κινητικής ενέργειας δίνεται ως:

K.E=1 ⁄ 2 mv² εδώ m είναι η μάζα του σώματος και v είναι η ταχύτητα του σώματος

Συμπέρασμα

Η ικανότητα εργασίας περιγράφεται ως ενέργεια. Η εργασία συνδέεται με την άσκηση μυϊκής προσπάθειας στην καθημερινή μας δημοτική γλώσσα, αν και αυτό δεν συμβαίνει στη φυσική. Το τζάουλ (J), που είναι Newton/μέτρο ή kgm/sec, είναι η μονάδα SI για εργασία. Υπάρχουν κινητική ενέργεια, δυναμική ενέργεια, θερμική ενέργεια, ηλεκτρική ενέργεια και άλλα είδη ενέργειας. Η ενέργεια μπορεί να μεταφερθεί μόνο από τη μια μορφή στην άλλη, καθώς δεν μπορεί να καταστραφεί ή να δημιουργηθεί, σύμφωνα με το νόμο της διατήρησης της ενέργειας. Ο τύπος της δυναμικής ενέργειας δίνεται ως:U=mgh. Ο τύπος της κινητικής ενέργειας δίνεται ως:K.E=1 ⁄ 2 mv².