Otázka č. 50cb6

odpoveď:

Energia je množstvo, ktoré hovorí, koľko práce môže objekt vykonávať s touto energiou.

vysvetlenie:

Fyzicky povedané, energia môže byť definovaná z hľadiska maximálneho množstva práce, ktoré možno vykonať. Aby sme to podrobnejšie vysvetlili, najprv sa zamyslime nad pojmom práca. Hovorím len o klasickej fyzike.

V klasickej fyzike sa pohyb objektov riadi Newtonovým druhým zákonom # VecF = mveca #, kde # # VecF je sila, # M # hmota objektov a # # Veca zrýchlenie obezity. To znamená, že sila je niečo, čo mení spôsob, akým sa objekt pohybuje.

Samozrejme, že môžeme meniť silu, ktorú pôsobíme na časticu časom, alebo skôr cestou, ktorú si vyžaduje. Preto definujeme množstvo, ktoré nazývame práca,# W #) nasledujúcim výrazom # W = intvecF * dvecs #, Tu # Dvecs = vecvdt # vektor smerujúci pozdĺž cesty, že častica je úmerná rýchlosti častíc. Keď je dráha rovná a sila v rovnakom smere ako dráha, zmenší sa na # W = FDeltas #.

Aj keď sme definovali túto prácu v zmysle cesty, ktorou pôsobí sila, môžeme zistiť, že práca potrebná na zmenu stavu častice z jednej na druhú (napríklad zmena rýchlosti častice) je závislá iba o počiatočnej a konečnej situácii. Aby sme to videli, jednoducho sme vypracovali integrál pomocou Newtonovho druhého zákona.

# W = intvecF * dvecs = intmveca * vecvdt = m int (d ^ 2vecs) / dt ^ 2 * (dvecs) / dtdt #

Teraz používame # D / dt (v ^ 2) = d / dt ((dvecs) / dt * (dvecs) / dt) = 2 (d ^ 2vecs) / dt ^ 2 * (dvecs) / dt # prostredníctvom pravidla o produkte # W = m / 2intd / dt (v ^ 2) dt = m / 2 V ^ 2 _ "na začiatku" ^ "konečne" = m / 2 (v_f ^ 2-v_i ^ 2) #.

Takže naozaj potrebujeme poznať len počiatočné a konečné rýchlosti a hmotnosť, aby sme poznali prácu.

Teraz definujeme niečo, čo sa nazýva kinetická energia objektu #E_ "kín" = m / 2v ^ 2 #, takže # W = DeltaE_ "kín" #, Poznač si to # W # môžu byť negatívne alebo pozitívne. ak # W # je pozitívny, hovoríme, že práca bola vykonaná na objekte, ak je záporná, hovoríme, že objekt vykonal prácu. od tej doby # V ^ 2> 0 #Maximálne množstvo práce, ktorú môže pohybujúci sa objekt vykonávať, je dané jeho kinetickou energiou.

Doteraz sme hovorili len o pohybujúcich sa časticiach, ale existuje mnoho ďalších vecí, kde vidíme toto množstvo práce, premýšľame o kompresii plynových, elektrických a magnetických polí. Vo všeobecnosti je však možné priradiť hodnotu objektu, ktorý sa mení pri vykonávaní práce. Takže keď môžeme nejako zapísať výraz pre hodnotu # E # pre objekt, ktorý sa zmení, keď objekt vykonáva prácu cez # W = Delta E #, a kedy # E = 0 # objekt nemôže vykonávať prácu, túto hodnotu nazývame energiou.