เราอธิบายว่าพลังงานคืออะไรในฟิสิกส์ ศักยภาพและพลังงานจลน์คืออะไร นอกจากนี้ แรงกระทำอย่างไรและงานคืออะไร
พลังงานคืออะไร?
ใน ทางกายภาพ, เราอ้างถึงพลังงานว่าเป็นความสามารถของระบบหรือปรากฏการณ์ในการทำงานบางอย่าง คำว่าพลังงานมาจากภาษากรีกกระฉับกระเฉง ซึ่งหมายถึง "พลังแห่งการกระทำ" หรือ "พลังแห่งงาน" เป็นแนวคิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในวิทยาศาสตร์นี้และโดยทั่วไปโดยมีความหมายและความหมายต่างกัน
ความสามารถในการทำงานนี้เป็นกุญแจสำคัญในความสนใจของฟิสิกส์ในด้านพลังงาน เนื่องจากวินัยนี้ศึกษาระบบของ ธรรมชาติ เป็นการกระทำและปฏิกิริยาที่สสารมีความสัมพันธ์กันและพลังงานถูกถ่ายโอนจากระบบหนึ่งไปยังอีกระบบหนึ่ง จากรูปแบบหนึ่งไปอีกรูปแบบหนึ่ง
อันที่จริง พลังงานถูกควบคุมโดยกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ (ในกลศาสตร์คลาสสิก กล่าวคือ นิวตัน) ซึ่งกำหนดปริมาณพลังงานของจักรวาล มั่นคง ถาวร ไม่อาจสร้างหรือทำลายได้ มีเพียงการเปลี่ยนแปลงเท่านั้น
ในกลศาสตร์สัมพัทธภาพซึ่งควบคุมโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ พลังงานและ มวล มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดที่กำหนดสมการที่มีชื่อเสียง E = m.c2นั่นคือ พลังงานเท่ากับมวลคูณความเร็วของแสง กำลังสอง ดังนั้น ร่างกายทั้งหมด เพียงเพราะว่าพวกมันประกอบด้วยสสาร จึงมีปริมาณพลังงานที่กำหนดโดยสมการของไอน์สไตน์
ในทางกลับกัน พลังงาน (E) และงาน (W) มีค่าเท่ากัน ดังนั้นจึงวัดในหน่วยประเภทเดียวกัน: Joules หรือ Joules (J) นั่นคือ นิวตันต่อเมตร (N / m)
พลังงานศักย์
พลังงานศักย์เกี่ยวข้องกับร่างกายหรือระบบทางกายภาพที่กำหนดโดยอาศัยตำแหน่งหรือความสูงของมัน กล่าวคือ ขึ้นอยู่กับสนามของแรงที่มันจุ่มลงไป พลังงานประเภทนี้สามารถจำแนกได้เป็น:
- พลังงานศักย์โน้มถ่วง มันคือพลังงานที่วัตถุขนาดใหญ่ครอบครองเมื่อแช่อยู่ในสนามโน้มถ่วง สนามโน้มถ่วงถูกสร้างขึ้นรอบ ๆ วัตถุด้วย มวลชน ใหญ่มาก (เช่นฝูงของ ดาวเคราะห์ และ ดวงอาทิตย์). ตัวอย่างเช่น รถรถไฟเหาะมีพลังงานศักย์สูงสุดที่ตำแหน่งความสูงสูงสุด เนื่องจากถูกแช่อยู่ในสนามโน้มถ่วงของโลก เมื่อเกวียนตก มันจะสูญเสียความสูงและพลังงานศักย์จะเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์
- พลังงานศักย์ไฟฟ้าสถิต. เกี่ยวกับ ไฟฟ้า ยังประยุกต์แนวคิดของพลังงานศักย์ซึ่งสามารถแปลงเป็นพลังงานรูปแบบอื่นได้เช่น จลนศาสตร์, ความร้อน หรือ แสงสว่างด้วยความเก่งกาจของ แม่เหล็กไฟฟ้า. ในกรณีนี้ พลังงานเป็นผลมาจากสนามพลังไฟฟ้าที่เกิดจากอนุภาคที่มีประจุ
- พลังงานศักย์ยืดหยุ่น พลังงานศักย์ยืดหยุ่นเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของ ความยืดหยุ่น ของสสารซึ่งมีแนวโน้มจะกลับคืนสู่รูปร่างเดิมหลังจากถูกบังคับให้เสียรูปมากกว่าความต้านทาน ตัวอย่างที่ชัดเจนของพลังงานยืดหยุ่นคือของสปริงที่ยืดหรือหดตัวอันเป็นผลมาจากแรงภายนอกและกลับสู่ตำแหน่งเดิมเมื่อไม่มีการใช้แรงนั้นอีกต่อไป อีกตัวอย่างหนึ่งคือระบบคันธนูและลูกศร ในระยะหลัง พลังงานศักย์ยืดหยุ่นจะถึงค่าสูงสุดเมื่อส่วนโค้งถูกดึงโดยการดึงเส้นใยยืดหยุ่น ดัดไม้เล็กน้อย แต่ยังคงความเร็วเป็นศูนย์ ในชั่วพริบตาถัดไป พลังงานศักย์จะกลายเป็นจลนศาสตร์ และลูกธนูก็พุ่งไปข้างหน้าด้วยความเร็วเต็มที่
พลังงานจลน์
ร่างกายที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วระดับหนึ่งจะมีพลังงานจลน์สัมพันธ์กัน
พลังงานจลน์เป็นพลังงานของการเคลื่อนไหวและมักจะถูกกำหนดโดยสัญญาณK, ตู่ หรือเอ็กเนื่องจากมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อสาขาฟิสิกส์ต่างๆ ร่างกายที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วระดับหนึ่งจะมีพลังงานจลน์สัมพันธ์กัน
พลังงานจลน์เป็นกุญแจสำคัญในแนวคิดของ อุณหภูมิที่จริงแล้วอุณหภูมิเป็นพลังงานจลน์ของ อนุภาค ที่ประกอบเป็นสสารหรือวัตถุอย่างใดอย่างหนึ่ง
สูตรดั้งเดิมในการคำนวณพลังงานจลน์ของร่างกายที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว (v) มีดังต่อไปนี้:Ec = ½.m.v2
บังคับ
ในวิชาฟิสิกส์ บังคับ เป็นปริมาณเวกเตอร์ (มีทิศทางและความรู้สึก) และสามารถปรับเปลี่ยนปริมาณการเคลื่อนไหวหรือรูปร่างของร่างกายหรือวัสดุที่กำหนดได้ มันไม่เทียบเท่ากับความพยายามหรือพลังงาน
แรงถูกวัดในระบบสากลโดยนิวตัน (N) หนึ่งนิวตันถูกกำหนดให้เป็นปริมาณของแรงที่จำเป็นในการเร่งวัตถุมวล 1 กิโลกรัมโดย 1 m / s2
งาน
ในฟิสิกส์ของนิวตัน (คลาสสิก) การทำงานของแรงถูกกำหนดเป็นผลคูณของแรงและระยะทางที่แรงนั้นถูกนำไปใช้
งานนี้จะเท่ากับปริมาณพลังงานที่ต้องใช้ในการเคลื่อนย้ายอย่างรวดเร็ว
งานแสดงด้วยสัญลักษณ์W (ของภาษาอังกฤษงาน) คือขนาดสเกลาร์ (ไม่มีทิศทาง) และแสดงเป็นหน่วยเดียวกับพลังงาน (จูล)