Formy energii i praca

Energia jest podstawowym elementem naszego świata i przyjmuje wiele różnych form, które spotykamy na co dzień:

• Energia elektryczna - zasila większość domowych urządzeń
• Energia wewnętrzna - związana z temperaturą (np. w żelazku)
• Energia promieniowania i akustyczna - obecna w działaniu telewizora
• Energia kinetyczna - związana z ruchem (np. w kolejce elektrycznej)
• Energia chemiczna - magazynowana w wiązaniach chemicznych

Większość energii wykorzystywanej przez ludzi pochodzi ze Słońca, z wyjątkiem energii jądrowej, pływów morskich i geotermalnej.

Kluczowe Pojęcie: Energia może być przekazywana między ciałami (np. jako ciepło) lub przekształcana dzięki pracy mechanicznej.

Praca w sensie fizycznym jest związana z działaniem siły i ruchem ciała. Praca jest wykonywana, gdy:

• Na ciało działa siła
• Ciało porusza się w kierunku innym niż prostopadły do kierunku działania siły

Wzór na pracę mechaniczną to:

W = F · s

gdzie W to praca, F to wartość siły, a s to droga przebyta przez ciało.

Warto zapamiętać, że:

• Praca jest wykonywana nawet przy przeciwnych zwrotach siły i prędkości
• Praca mechaniczna zachodzi również przy odkształcaniu ciał

Siła nierównoległa i rodzaje energii

Gdy siła działa pod kątem do kierunku ruchu, nie można obliczyć pracy bezpośrednio z podstawowego wzoru. Na przykład, ciągnąc sanki, działasz siłą ukośnie w górę:

• Siłę F można rozłożyć na dwie składowe - F1 i F2
• Tylko część siły zgodna z kierunkiem ruchu wykonuje pracę

Ważna Informacja: Jednostką pracy w układzie SI jest dżul (J). 1 J to praca wykonana przez siłę 1 N na drodze 1 m (1 J = 1 N · 1 m).

Główne rodzaje energii:

• Energia kinetyczna:

  • Związana z ruchem ciała
  • Im większa prędkość, tym większa energia kinetyczna

• Energia wewnętrzna:

  • Energia cząsteczek ciała
  • Zależna od temperatury i stanu skupienia
  • Wzrasta przy podgrzewaniu ciała

• Energia chemiczna:

  • Uwalniana np. podczas spalania węgla
  • Główne źródło energii dla ludzkości

• Energia potencjalna:

  • Sprężystości - zgromadzona w napiętej sprężynie
  • Grawitacji - tym większa, im wyżej znajduje się ciało

• Energia promieniotwórcza:

  • Przenoszona przez światło, mikrofale, fale radiowe, ultrafiolet

• Energia elektryczna:

  • Najłatwiejsza do przesyłania i przekształcania

• Energia jądrowa:

  • Wykorzystywana w elektrowniach jądrowych
  • Źródło energii Słońca