物理学におけるエネルギー

物理的

2022

物理学におけるエネルギーとは何か、ポテンシャルと運動エネルギーとは何かを説明します。また、力がどのように作用し、どのように機能するか。

エネルギーとは、特定の仕事を遂行する能力です。

エネルギーとは何ですか?

物理的、 エネルギーとは、特定の仕事を遂行するためのシステムまたは現象の能力と呼ばれます。エネルギーという言葉はギリシャ語から来ていますエネルギッシュ これは「行動の力」または「仕事の力」を意味します。これは、この科学や他の一般的な科学で広く使用されている概念であり、さまざまな意味と意味があります。

この分野はエネルギーのシステムを研究しているので、この仕事を遂行する能力は、エネルギーの物理学の利益にとって重要です。 自然 物質が相互に関連し、エネルギーが1つのシステムから別のシステムに、ある形式から別の形式に転送されるアクションと反応として。

実際、エネルギーは熱力学の第二法則(古典力学、つまりニュートン力学)に従って管理されており、これにより、宇宙 それは常に安定していて永続的であり、作成も破壊もできず、変換されるだけです。

一方、相対論的力学では、相対性理論 アルバートアインシュタイン、エネルギーと 質量 有名な方程式を定義するより緊密な関係を持っている E = m.c2、つまり、エネルギーは質量時間に等しい光の速度 二乗。したがって、すべての物体は、物質で構成されているという理由だけで、アインシュタインの方程式によって与えられるエネルギー量を持っています。

一方、エネルギー(E)と仕事(W)は同等であるため、同じタイプの単位で測定されます。ジュールまたはジュール(J)、つまり1メートルあたりのニュートン(N / m)です。

位置エネルギー

位置エネルギーは、その位置または高さによって、つまり、それが浸される力の場に基づいて決定される身体または物理システムに関連付けられています。このタイプのエネルギーは、次のように分類できます。

  • 重力ポテンシャルエネルギー。それは、重力場に浸されたときに巨大な物体が持つエネルギーです。重力場は、オブジェクトの周りに作成されます 大衆 非常に大きい( 惑星 そしてその 太陽)。たとえば、ジェットコースターの車は、地球の重力場に浸されているため、最大の高さの位置で最大の位置エネルギーを持ちます。ワゴンを落とすと、高さが失われ、位置エネルギーが運動エネルギーに変換されます。
  • 静電ポテンシャルエネルギー。それにかんする 電気 また、位置エネルギーの概念を適用します。これは、次のような他の形式のエネルギーに変換できます。 動力学, 熱の また ライト、の巨大な多様性を考えると 電磁気。この場合、エネルギーは荷電粒子によって生成された電気力の場から生じます。
  • 弾性ポテンシャルエネルギー。弾性ポテンシャルエネルギーは、 弾性 物質の抵抗よりも大きな変形力を受けた後、元の形状に戻る傾向です。弾性エネルギーの明確な例は、外力の結果として伸びたり縮んだりし、その力が加えられなくなると元の位置に戻るばねの例です。別の例は、弓矢システムです。後者の場合、弾性繊維を引っ張って木材をわずかに曲げることによってアークが引かれるときに、弾性ポテンシャルエネルギーが最大値に達しますが、それでも速度はゼロです。次の瞬間、位置エネルギーは運動エネルギーになり、矢は全速力で前方に投げられます。

運動エネルギー

特定の速度で移動する物体には、関連する運動エネルギーがあります。

運動エネルギーは運動のエネルギーであり、通常は記号で示されますKT またEc物理学のさまざまな分野にとって非常に重要だからです。特定の速度で移動する物体には、関連する運動エネルギーがあります。

運動エネルギーは、 温度、実際には、温度はの運動エネルギーです 粒子 物質またはオブジェクトの1つを構成します。

速度(v)で移動する物体の運動エネルギーを計算するための従来の式は次のとおりです。Ec =½.m.v2

物理学では、 これはベクトル量(方向と感覚が与えられている)であり、特定の物体または材料の動きの量または形状を変更することができます。それは努力やエネルギーと同等ではありません。

力は、国際単位系でニュートン(N)によって測定されます。 1ニュートンは、質量1kgの物体を1m / s2加速するのに必要な力の量として定義されます。

仕事

ニュートン(古典)物理学では、力の仕事は力とその力が加えられる距離の積として定義されます。

この仕事は、それを素早く動かすのに必要なエネルギーの量に等しくなります。

作品はシンボルで表されますW (英語の仕事)、はスカラーの大きさ(方向なし)であり、エネルギー(ジュール)と同じ単位で表されます。

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