Энергетические ресурсы и формы, потенциальная энергия, кинетическая энергия и механическая энергия

| 2 октября, 2021 | Физика

Энергия — это способность выполнять работу или вносить изменения. Единицей измерения энергии является джоуль. Нам нужна энергия в разных сферах нашей жизни. Мы обеспечиваем автомобили топливом, потому что сгорание топлива в двигателе позволяет автомобилю двигаться. (выполнять работу). Мы едим пищу, потому что ее сжигание в организме человека позволяет ему выполнять различные действия (выполнять работу).

Работа

Когда на тело действует сила для перемещения на расстояние (смещение) в том же направлении, что и такая сила , говорят, что над таким объектом выполняется работа, поэтому, когда смещение увеличивается, выполняемая работа увеличивается. стену силой , он не может выполнять работу, потому что смещение равно нулю. Работа может быть определена из противоположного соотношения: Работа (W) = Сила (F) × Смещение (d).

Ресурсы энергии

Существует множество источников энергии, таких как Солнце (постоянный ресурс), Ветер , Топливо, Еда, Движение воды (например, водопады) и ядерные реакции , Развитые страны стремятся использовать солнечную энергию (энергия, производимая Солнцем), ветер. энергия и движение воды больше, чем раньше, потому что они являются дешевыми и чистыми источниками энергии и не загрязняют окружающую среду.

Топливо внутри автомобиля похоже на пищу внутри тела живого организма, потому что каждый из них производит энергию, заставляя машину двигаться (выполнять работу), а живой организм заставляет свои жизненные процессы (выполнять работу). машина вперед потребляет энергию, потому что он работает с машиной. Человек, который толкает стену, не выполняет работу, потому что он не перемещает стену на расстояние.

Формы энергии

  • Световая энергия,такая как энергия, производимая солнцем , электрической лампой и керосиновой (масляной) лампой.
  • Звуковая энергия,такая как энергия, производимая громкоговорителями и музыкальными инструментами.
  • Электрическая энергия,такая как энергия, произведенная ветрогенератором и солнечной батареей .
  • Химическая энергия,такая как энергия, содержащаяся в продуктах питания, автомобильных аккумуляторах и топливе.
  • Тепловая энергия,такая как энергия, производимая обогревателем (использует дрова, уголь или масло), газовой плитой (духовкой).
  • Ядерная энергия,такая как энергия, полученная в результате реакций в ядре атома (в ядерных реакторах ).
  • Механическая энергия(потенциальная энергия + кинетическая энергия ), такая как энергия, запасенная в растянутом источнике и водопадах.

Потенциальная энергия

Потенциальная энергия — это энергия, запасенная в объекте из-за проделанной над ним работы. Когда потенциальная энергия объекта = 30 джоулей, это означает, что запасенная энергия в объекте из-за проделанной над ним работы составляет 30 джоулей. Факторы, влияющие на потенциальная энергия являются вес объекта и высоту объекта от земли, потенциальная энергия сохраняется в объекте увеличивается за счет увеличения его веса

Вес (Ньютон) = Масса (кг) × Ускорение свободного падения (м / сек²)

Величина ускорения свободного падения = 9,8 ≅ 10 м / сек².

Вес объекта отличается от его массы , так как масса = масса объекта × ускорение объекта под действием силы тяжести, то потенциальная энергия увеличивается за счет увеличения высоты , при которой объект достигает, потенциальная энергия объекта прямо пропорциональна его весу & высота от земли.

Потенциальная энергия не изменяется, когда объект движется по горизонтали, потому что его высота не изменяется, поскольку потенциальная энергия прямо пропорциональна высоте объекта над землей . Потенциальная энергия тела может быть рассчитана из соотношения:

Потенциальная энергия (PE) = Вес (w) × Высота (h)

Работа = сила × перемещение

Когда работа сохраняется в форме потенциальной энергии, обратите внимание, что сила указывается весом , смещение указывается высотой от поверхности Земли, когда потенциальная энергия объекта = нулю, это означает, что объект помещен на земля.

Когда камень бросают вверх, его потенциальная энергия увеличивается, потому что его высота увеличивается, а потенциальная энергия прямо пропорциональна высоте объекта над землей. Потенциальная энергия будет удвоена за счет удвоения высоты, потому что потенциальная энергия прямо пропорциональна высоте высота объекта, где: потенциальная энергия = вес × высота.

Когда объект падает сверху вниз, его потенциальная энергия постепенно уменьшается, поскольку его высота уменьшается, а потенциальная энергия прямо пропорциональна высоте объекта от земли . Потенциальная энергия падающего объекта в момент достижения поверхности Земли. равна нулю, потому что высота объекта от поверхности Земли в этот момент равна нулю, а потенциальная энергия объекта = вес × высота.

Кинетическая энергия

Кинетическая энергия — это работа, совершаемая во время движения объекта. Когда кинетическая энергия объекта = 40 джоулей, это означает, что работа, выполняемая во время движения объекта, составляет 40 джоулей. Факторами, влияющими на кинетическую энергию, являются масса объекта. и скорость объекта.

Масса объекта: если две машины, одна из которых имеет массу больше, чем другая, движутся с одинаковой скоростью. Таким образом, работа, необходимая для остановки машины большей массы, больше, чем работа, необходимая для остановки машины меньшей массы. поскольку кинетическая энергия движущегося объекта увеличивается за счет увеличения массы объекта, поэтому работа, выполняемая для его остановки, увеличивается.

Скорость объекта: Если две машины одинаковой массы и один автомобиль движется быстрее , чем другие, а значит, работа необходима , чтобы остановить быстрый автомобиль больше , чем это необходимо , чтобы остановить машину на более низкой скорости , так как кинетическая энергия А движущийся объект увеличивается за счет увеличения скорости движения, поэтому работа, выполняемая для его остановки, увеличивается.

Кинетическая энергия объекта увеличивается , когда он падает, хотя его масса постоянна за счет увеличения его скорости в качестве кинетической энергии прямо пропорционально квадрату скорости движущегося объекта, кинетическая энергия движущегося тела прямо пропорциональна к его массе и квадрату скорости его движения. Итак, кинетическая энергия движущегося тела может быть вычислена из соотношения.

Кинетическая энергия (KE) = ½ × Масса × (скорость) ²

KE = ½ м × V²

Когда кинетическая энергия объекта равна нулю, это означает, что объект находится в состоянии покоя (скорость = ноль). Когда движущийся объект останавливается, его кинетическая энергия становится нулевой, потому что скорость объекта становится равной нулю, а кинетическая энергия объекта равно (½ × масса × (скорость) ²).

Когда объект подбрасывается вверх, его кинетическая энергия уменьшается, потому что его скорость уменьшается, а кинетическая энергия прямо пропорциональна скорости объекта . Работа, выполняемая для остановки движущегося автомобиля, увеличивается за счет увеличения скорости автомобиля из-за увеличения его кинетическая энергия, потому что кинетическая энергия прямо пропорциональна квадрату скорости движущегося объекта.

Кинетическая энергия увеличится в четыре раза , как скорость движения движущегося объекта удваивается , так как кинетическая энергия движущегося тела прямо пропорциональна квадрату ее скорости , Кинетическая энергия движущегося объекта возрастает с увеличением его массы , так как кинетическая энергия движущегося объекта прямо пропорциональна его массе .

Механическая энергия

Когда вы поднимаете объект, вы делаете работу, которая хранится в объекте в виде потенциальной энергии , когда объект падает, сохраненная потенциальная энергия изменяется постепенно в кинетическую энергию , сумма потенциальной и кинетической энергии объекта является известная как механическая энергия .

Механическая энергия = потенциальная энергия + кинетическая энергия

Когда механическая энергия движущегося тела = 60 джоулей, это означает, что сумма потенциальной и кинетической энергии тела равна 60 джоулей . Сумма потенциальной и кинетической энергии движущегося тела = 85 джоулей, это означает, что механическая энергия тела = 85 джоулей.

Когда объект падает, высота уменьшается, поэтому его потенциальная энергия уменьшается, его скорость увеличивается, поэтому его кинетическая энергия увеличивается. Это означает, что потенциальная энергия постепенно преобразуется в кинетическую энергию и наоборот при подъеме тела, поэтому, в любой момент сумма потенциальной и кинетической энергии объекта равна постоянной величине, известной как механическая энергия .

В любой момент: проделанная работа = механическая энергия объекта = потенциальная энергия + кинетическая энергия

Движущийся объект сохраняет свою механическую энергию во время движения постоянной, потому что механическая энергия представляет собой сумму потенциальной и кинетической энергии объекта, хотя при уменьшении потенциальной энергии объекта во время падения его механическая энергия остается постоянной, поскольку происходит уменьшение потенциальной энергия объекта во время падения равна увеличению его кинетической энергии .

На максимальной высоте снаряда его механическая энергия равна его потенциальной энергии только потому, что механическая энергия объекта представляет собой сумму потенциальной и кинетической энергии объекта, а кинетическая энергия на максимальной высоте равна нулю, поэтому механическая энергия энергия на максимальной высоте равна только потенциальной энергии.

Несмотря на то, снижении стоимости потенциальной энергии объекта в процессе его падение, его механической энергия постоянная еще потому , что уменьшение происходит в потенциальной энергии объекта во время падения равно увеличение его кинетической энергии, Значение кинетической энергии А.Н. объект не может быть больше, чем его механическая энергия, потому что механическая энергия объекта — это сумма потенциальной и кинетической энергии объекта.