Tenaga - adalah ... tenaga keupayaan dan kinetik. Apa yang tenaga dalam fizik?

Tenaga - ini adalah supaya tidak hanya kehidupan di planet kita, tetapi juga di alam semesta. Pada masa yang sama ia boleh menjadi sangat berbeza. Sebagai contoh, haba, bunyi, cahaya, elektrik, ketuhar gelombang mikro, kalori adalah jenis tenaga. Untuk semua proses yang berlaku di sekeliling kita, ia adalah perlu bahan ini. Sebahagian besar tenaga yang segala sesuatu di Bumi menerima dari matahari, tetapi ada sumber-sumber lain daripada itu. Matahari menghantar planet seberapa banyak yang akan dibangunkan pada masa yang sama 100 juta pada kuasa yang paling berkuasa.

Apa yang tenaga?

teori yang dikemukakan Albertom Eynshteynom, kita mengkaji hubungan perkara dan tenaga. Ini ahli sains yang hebat dapat menunjukkan keupayaan untuk mengubah satu bahan yang lain. Ternyata bahawa tenaga adalah faktor yang paling penting dalam kewujudan badan-badan, dan perkara itu adalah menengah.

Tenaga - adalah, oleh dan besar, keupayaan untuk melaksanakan kerja-kerja. Ia adalah dia yang berdiri di belakang konsep tenaga yang boleh bergerak badan atau memberikan sifat-sifat baru. Apakah istilah "tenaga"? Fizik - ia adalah satu sains asas, yang menumpukan hidupnya, ramai saintis dari era dan negara-negara yang berbeza. Aristotle menggunakan perkataan "tenaga" untuk merujuk kepada aktiviti manusia. Diterjemahkan dari "tenaga" Greek - ini "aktiviti", "kuasa", "tindakan", "kuasa". Kali pertama perkataan muncul dalam karya ulama Yunani dipanggil "Fizik".

Dalam erti kata konvensional, ia kini istilah yang terkenal sebagai ahli fizik Inggeris Thomas Young. Ini peristiwa penting berlaku dalam jauh 1807. Dalam 50-ies abad XIX. jurutera Inggeris Uilyam Tomson pertama menggunakan istilah "engergiya kinetik", dan pada tahun 1853 ahli fizik Scotland Uilyam renkin mencipta istilah "tenaga keupayaan".

Hari ini, ini adalah kuantiti skalar hadir dalam semua bidang fizik. Ia adalah ukuran biasa pelbagai bentuk pergerakan dan interaksi jirim. Dalam erti kata lain, ia adalah ukuran penukaran satu bentuk ke bentuk yang lain.

Unit dan simbol

Jumlah tenaga yang diukur dalam joule (J). Unit khas, bergantung kepada jenis tenaga boleh mempunyai jawatan yang berbeza, seperti:

• W - jumlah tenaga sistem.
• Q - haba.
• U - berpotensi.

jenis tenaga

Secara semula jadi, terdapat pelbagai jenis tenaga. Yang utama ialah:

• mekanikal;
• elektromagnet;
• elektrik;
• kimia;
• haba;
• nuklear (atom).

Terdapat bentuk tenaga yang lain: cahaya, bunyi, magnet. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, semakin banyak ahli fizik, ahli-ahli sains cenderung untuk hipotesis kewujudan tenaga yang dipanggil "gelap". Setiap satu daripada jenis di atas bahan ini mempunyai ciri-ciri sendiri. Sebagai contoh, tenaga bunyi boleh dihantar melalui gelombang. Mereka menyumbang kepada berlakunya getaran gegendang telinga di telinga manusia dan haiwan, di mana anda boleh mendengar bunyi. Dalam perjalanan pelbagai reaksi kimia melepaskan tenaga yang diperlukan untuk kehidupan semua organisma. Apa-apa bahan api, produk makanan, bateri, bateri penyimpanan tenaga ini.

cahaya kami memberikan tenaga dunia dalam bentuk gelombang elektromagnet. Satu-satunya cara dia boleh mengatasi keluasan alam semesta. Terima kasih kepada teknologi moden, seperti panel solar, kita boleh menggunakannya dengan paling berkesan. tenaga yang tidak digunakan berlebihan disimpan di dalam energohranilischah khas. Bersama-sama dengan borang di atas tenaga sering digunakan air panas, sungai, air pasang laut, biofuel.

tenaga mekanikal

jenis tenaga ini dikaji dalam cabang fizik dipanggil "mekanik". Ia ditandakan dengan huruf pengukuran E. Its dijalankan dalam joule (J). Apa yang tenaga ini? kajian fizik mekanik gerakan badan dan interaksi mereka dengan satu sama lain atau dengan bidang luaran. Tenaga yang disebabkan oleh gerakan badan-badan, yang dipanggil kinetik (ditandakan Ek), dan tenaga disebabkan oleh interaksi badan atau medan luar, yang dipanggil potensi (E). Jumlah pergerakan dan interaksi adalah jumlah tenaga mekanikal sistem.

Untuk pengiraan kedua-dua spesies terdapat peraturan umum. Untuk menentukan jumlah tenaga yang diperlukan untuk mengira kerja yang diperlukan untuk terjemahan badan dari negeri ini sifar kepada negeri ini. Semakin besar kerja, tenaga yang lebih akan mempunyai badan yang di negeri ini.

Unbundling tanda-tanda yang berbeza

Terdapat beberapa jenis bahagian tenaga. Atas alasan yang berlainan ia dibahagikan kepada: luaran (kinetik dan potensi) dan dalaman (mekanikal, haba, elektromagnetik, nuklear, graviti). tenaga elektromagnet seterusnya dibahagikan kepada magnet dan elektrik dan nuklear - interaksi tenaga lemah dan kuat.

kinetik

Mana-mana badan bergerak dibezakan dengan kehadiran tenaga kinetik. Ia sering dipanggil - memandu. tenaga badan yang bergerak, hilang apabila perlahan. Oleh itu, lebih cepat kelajuan, tenaga yang lebih kinetik.

Apabila terkena badan berpindah ke objek yang pegun dihantar Bahagian terakhir tenaga kinetik, dan membawa ia dalam gerakan. formula tenaga kinetik adalah seperti berikut:

• E _untuk = mv ^2: 2,
  di mana m - jisim badan, v - kelajuan pergerakan badan.

Dalam kata-kata formula ini boleh dinyatakan seperti berikut: tenaga kinetik objek adalah sama dengan separuh hasil darab jisim dan kuasa dua halaju.

berpotensi

Ini jenis tenaga mempunyai badan, yang dalam mana-mana bidang kuasa. Oleh itu, magnet timbul apabila objek itu adalah di bawah pengaruh medan magnet. Semua badan adalah di atas tanah, mempunyai tenaga graviti yang berpotensi.

Bergantung kepada kajian sifat-sifat objek yang mereka boleh mempunyai pelbagai jenis tenaga keupayaan. Oleh itu, badan yang berdaya tahan dan elastik yang mampu menghulurkan mempunyai tenaga keupayaan elastik atau ketegangan. Mana-mana badan jatuh, yang telah ditetapkan sebelum ini, kehilangan potensi dan memperoleh tenaga kinetik. Nilai kedua-dua spesies akan bersamaan. Dalam bidang formula tenaga keupayaan graviti planet kita adalah seperti berikut:

• E _n = MHG,
  di mana m - berat badan; h - ketinggian pusat jisim badan di atas paras sifar; g - pecutan graviti.

Dalam kata-kata formula ini boleh dinyatakan seperti berikut: tenaga keupayaan sesuatu objek yang berinteraksi dengan Bumi, adalah hasil daripada jisimnya, pecutan disebabkan oleh graviti dan ketinggian di mana ia terletak.

Ini kuantiti skalar adalah titik ciri bahan rizab tenaga (badan), yang terletak dalam bidang potensi kuasa dan memanjangkan untuk memperoleh tenaga kinetik melalui kerja medan daya. Kadang-kadang dirujuk sebagai fungsi koordinat, iaitu istilah dalam sistem langranzhiane (Lagrange fungsi sistem dinamik). Sistem ini menerangkan interaksi mereka.

Tenaga keupayaan adalah disamakan dengan sifar untuk beberapa konfigurasi badan dilupuskan dalam ruang. Dikonfigurasikan ditentukan kemudahan pengiraan lanjut dan dipanggil "normalisasi tenaga keupayaan."

Undang-undang pemuliharaan tenaga

Salah satu prinsip yang paling asas fizik adalah undang-undang pemuliharaan tenaga. Menurut beliau, tenaga yang tidak timbul entah dari mana dan tidak hilang. Ia sentiasa bergerak dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Dalam erti kata lain, hanya perubahan tenaga berlaku. Sebagai contoh, tenaga kimia bateri lampu suluh ditukarkan kepada tenaga elektrik, dan dari itu - dalam cahaya dan haba. Pelbagai peralatan elektrik ditukarkan kepada cahaya, haba atau bunyi. Dalam kebanyakan kes, keputusan akhir perubahan adalah haba dan cahaya. Selepas itu, tenaga yang masuk ke dalam ruang sekitarnya.

Akta Tenaga boleh menjelaskan banyak fenomena fizikal. Para saintis mengatakan bahawa jumlah keseluruhan yang berterusan di alam semesta kekal malar. Tiada siapa yang boleh membuat atau memusnahkan tenaga lagi. Menghasilkan salah satu daripada jenis yang, orang menggunakan tenaga bahan api air jatuh, atom. Oleh itu, satu seumpamanya ditukar kepada yang lain.

Pada tahun 1918, ahli sains dapat membuktikan bahawa undang-undang pemuliharaan tenaga adalah akibat matematik simetri translasi masa - mengawan nilai tenaga. Dalam erti kata lain, tenaga dapat dijimatkan kerana undang-undang fizik tidak berbeza pada masa yang berlainan.

Ciri-ciri tenaga

Tenaga - adalah keupayaan badan untuk melakukan pekerjaan itu. Dalam sistem fizikal tertutup ia dikekalkan sepanjang masa (sehingga sistem ditutup) dan merupakan salah satu daripada tiga kamiran tambahan gerakan memelihara nilai ketika memandu. Ini termasuk: tenaga, momentum, momentum. Pengenalan konsep "tenaga" berguna apabila sistem fizikal adalah homogen dalam masa.

Tenaga dalam badan-badan

Ia terdiri daripada jumlah tenaga interaksi molekul dan gerakan terma molekul membentuknya. Ia tidak boleh diukur secara langsung, kerana ia adalah fungsi unik keadaan sistem. Apabila sistem berada dalam keadaan ini, tenaga dalamnya mempunyai nilai yang wujud, tanpa mengira sejarah sistem. Perubahan tenaga dalam peralihan dari satu keadaan fizikal yang lain adalah sentiasa bersamaan dengan perbezaan antara nilai dalam negeri akhir dan awal.

Tenaga dalam gas

Selain daripada pepejal, gas dan tenaga adalah. Ia adalah tenaga kinetik haba (random) gerakan zarah dalam sistem, termasuk atom, molekul, elektron, nukleus. Tenaga dalam bagi gas ideal (gas model matematik) adalah jumlah tenaga kinetik zarah. Ini mengambil kira bilangan darjah kebebasan, yang merupakan bilangan pemboleh ubah bebas, yang menentukan kedudukan molekul di angkasa.

Penggunaan tenaga

Setiap tahun, manusia memakan lebih dan lebih banyak tenaga. Dalam kebanyakan kes, untuk mendapatkan tenaga yang diperlukan untuk pencahayaan dan pemanasan rumah kita, kenderaan dan operasi pelbagai mekanisme, digunakan hidrokarbon fosil seperti arang batu, minyak dan gas. Mereka adalah sumber yang tidak boleh diperbaharui.

Malangnya, hanya sebahagian kecil daripada tenaga yang dihasilkan di planet ini dengan menggunakan sumber yang boleh diperbaharui seperti air, angin dan matahari. Setakat ini, bahagian mereka dalam kuasa hanya 5%. Lain 3% daripada orang yang menerima dalam bentuk tenaga nuklear yang dihasilkan di loji kuasa nuklear.

sumber yang tidak boleh diperbaharui mempunyai stok berikut (dalam joule)

• tenaga nuklear - 2 x 10 ^24;
• tenaga daripada gas dan minyak - 2 × 10 ^23;
• haba dalaman planet ini - 5 x 10 ^20.

Nilai tahunan daripada sumber yang boleh diperbaharui Bumi:

• tenaga solar - 2 x ^{24 Oktober;}
• Angin - 6 x ^{21 Oktober;}
• River - 6.5 × 10 ^19;
• air pasang - 2.5 x ^{23 Oktober.}

Hanya dengan peralihan yang tepat pada masanya daripada rizab tenaga yang tidak boleh diperbaharui manusia boleh diperbaharui bumi mempunyai peluang untuk kehidupan yang panjang dan bahagia di planet kita. Untuk melaksanakan pembangunan yang lebih maju daripada saintis di seluruh dunia terus berhati-hati mengkaji pelbagai sifat-sifat tenaga.