Chúng tôi giải thích năng lượng là gì trong vật lý, thế nào là thế năng và động năng. Ngoài ra, lực tác dụng như thế nào và tác dụng là gì.
Năng lượng là gì?
Trong thuộc vật chất, chúng ta đề cập đến năng lượng là khả năng của một hệ thống hoặc một hiện tượng để thực hiện một công việc nhất định. Từ năng lượng xuất phát từ tiếng Hy Lạpmãnh liệt có nghĩa là "lực của hành động" hoặc "lực của công việc". Nó là một khái niệm được sử dụng rộng rãi trong ngành khoa học này và những ngành khác nói chung, với những ý nghĩa và ý nghĩa khác nhau.
Khả năng thực hiện công việc này là chìa khóa cho mối quan tâm của vật lý trong năng lượng, vì ngành này nghiên cứu các hệ thống của Thiên nhiên là các hành động và phản ứng trong đó vật chất có liên hệ với nhau và năng lượng được chuyển từ hệ này sang hệ khác, từ dạng này sang dạng khác.
Trên thực tế, năng lượng được điều chỉnh theo Định luật thứ hai của Nhiệt động lực học (trong Cơ học cổ điển, tức là Newton), xác định rằng lượng năng lượng củavũ trụ nó luôn ổn định, vĩnh viễn và không thể được tạo ra cũng không bị phá hủy, chỉ có thể được biến đổi.
Mặt khác, trong cơ học tương đối tính, được điều chỉnh bởiThuyết tương đối Albert Einstein, năng lượng và khối lượng có mối quan hệ chặt chẽ hơn xác định phương trình nổi tiếng E = m.c2, nghĩa là, năng lượng bằng lần khối lượngtốc độ ánh sáng bình phương. Do đó, tất cả các vật thể, đơn giản là vì chúng được cấu tạo bởi vật chất, đều có một lượng năng lượng được cho bởi phương trình của Einstein.
Mặt khác, năng lượng (E) và công (W) tương đương nhau, vì vậy chúng được đo bằng cùng một loại đơn vị: Joules hoặc Joules (J), tức là Newton trên mét (N / m).
Năng lượng tiềm năng
Năng lượng tiềm năng được liên kết với một cơ thể hoặc hệ thống vật chất được xác định bởi vị trí hoặc độ cao của nó, nghĩa là dựa trên trường lực mà nó được nhúng vào. Loại năng lượng này có thể được phân loại thành:
- Thế năng trọng trường. Đó là năng lượng mà một vật thể khổng lồ sở hữu khi đắm mình trong trường hấp dẫn. Trường hấp dẫn được tạo ra xung quanh các vật thể với quần chúng rất lớn (chẳng hạn như khối lượng của những hành tinh và mặt trời). Ví dụ, một toa tàu lượn có thế năng cực đại tại vị trí có độ cao cực đại vì nó được đặt trong trường hấp dẫn của Trái đất. Sau khi thả xuống, toa xe sẽ mất độ cao và thế năng chuyển hóa thành động năng.
- Thế năng tĩnh điện. Về điện lực cũng áp dụng khái niệm năng lượng tiềm năng, có thể được chuyển đổi thành các dạng năng lượng khác, chẳng hạn như động học, nhiệt hoặc là nhẹ, với tính linh hoạt to lớn của điện từ học. Trong trường hợp này, năng lượng là kết quả của lực điện trường do các hạt mang điện tạo ra.
- Thế năng đàn hồi. Thế năng đàn hồi liên quan đến tính chất của độ đàn hồi của vật chất, là xu hướng lấy lại hình dạng ban đầu sau khi chịu lực biến dạng lớn hơn lực cản của nó. Một ví dụ rõ ràng về năng lượng đàn hồi là lò xo dãn ra hoặc co lại do tác dụng của ngoại lực và trở lại vị trí ban đầu khi lực đó không còn tác dụng nữa. Một ví dụ khác là hệ thống cung tên. Trong trường hợp sau, thế năng đàn hồi đạt giá trị cực đại khi cung được kéo bằng cách kéo sợi đàn hồi, làm cong nhẹ gỗ, nhưng vẫn ở tốc độ bằng không. Thời điểm tiếp theo, thế năng trở thành động năng và mũi tên được ném với tốc độ tối đa về phía trước.
Động năng
Một vật chuyển động với một tốc độ nhất định sẽ có động năng liên kết.
Động năng là năng lượng của chuyển động, và nó thường được ký hiệu bằng các ký hiệuK, T hoặc làEcvì nó cực kỳ quan trọng đối với các lĩnh vực vật lý khác nhau. Một vật chuyển động với một tốc độ nhất định sẽ có động năng liên kết.
Động năng là chìa khóa trong khái niệm nhiệt độ, trên thực tế, nhiệt độ là động năng của vật rất nhỏ tạo nên một chất hoặc vật thể.
Công thức truyền thống để tính động năng của một vật chuyển động với tốc độ (v) như sau:Ec = ½.m.v2
Lực lượng
Trong vật lý, lực lượng Nó là một đại lượng vectơ (được ban tặng cho hướng và cảm giác) và có khả năng thay đổi lượng chuyển động hoặc hình dạng của một cơ thể hoặc vật chất nhất định. Nó không tương đương với nỗ lực hay năng lượng.
Lực được đo trong Hệ thống quốc tế bằng Newton (N). Một Newton được định nghĩa là lực cần thiết để gia tốc một vật khối lượng 1 kg bằng 1 m / s2.
Công việc
Trong vật lý học Newton (cổ điển), công của một lực được định nghĩa là tích của lực và khoảng cách mà lực đó tác dụng.
Công này sẽ tương đương với lượng năng lượng cần thiết để chuyển động nhanh dần đều.
Công việc được thể hiện bằng ký hiệuW (tiếng Anhcông việc), là độ lớn vô hướng (không có hướng) và được biểu thị bằng cùng đơn vị với năng lượng (jun).