İçerik
Evrenin temel yasalarından biri, enerjinin ne yaratıldığı ne de imha edildiğidir - yalnızca formları değiştirir. Sonuç olarak, enerji için birçok formül vardır. Bu formüllerin aynı ifadelerin nasıl ifade edildiğini anlamak için öncelikle fizikçilerin enerji hakkında konuştuklarında ne anlama geldiklerini anlamak önemlidir. Sir Isaac Newton tarafından açıklandığı gibi klasik fizik kavramlarına dayanan bir kavram.
Hareket enerjisinin formülü KE = .5 × m × v'dir.2 burada KE joule cinsinden kinetik enerjidir, m kilogram cinsinden kütledir ve v saniye başına metre cinsindendir.
Kuvvet ve iş
Newton'un üç hareket kanunu klasik fiziğin temelini oluşturur. Birinci yasa, kuvveti harekete neden olan olarak tanımlar ve ikinci yasa, bir nesneye etkiyen kuvveti, maruz kaldığı ivmeyle ilişkilendirir. Eğer bir kuvvet (F) bir bedeni mesafeden (d) hızlandırırsa, aradaki açıyı hesaba katan bir faktörün mesafe çarpı ile çarpılan kuvvete eşit miktarda iş (W) yapar (θ, Yunanca harf theta ). Matematiksel bir ifade olarak, bu W = F × d × (cos (θ)) anlamına gelir. Kuvvet için kullanılan metrik birimler yenidir, mesafeli olanlar metrelerdir ve iş için olanlar newton metrelerdir, ya da joule'lerdir. Enerji, iş yapma kapasitesidir ve aynı zamanda joule olarak da ifade edilir.
Kinetik ve Potansiyel Enerji
Hareket halindeki bir nesne, dinlenmeye getirmek için gerekli olan işe eşdeğer olan hareket enerjisine sahiptir. Buna kinetik enerjisi denir ve nesnelerin hızının (v) karesine ve kütlesinin (m) bir yarısına bağlıdır. Matematiksel olarak, bu E (k) = (.5) × m × v olarak ifade edilir.2. Yerçekimi yerçekimi alanındaki istirahat bir nesne irtifa nedeniyle potansiyel enerjiye sahiptir; serbestçe düşecek olsaydı, bu potansiyel enerjiye eşit kinetik enerji kazanacaktı. Potansiyel enerji nesnelerin kütlesine, yüksekliğine (h) ve yerçekiminden (g) kaynaklanan ivmeye bağlıdır. Matematiksel olarak, bu E (p) = m • s • g.
Elektrik enerjisi
Elektrik sistemlerinde enerjinin hesaplanması, amperlerde bir iletkenden (I) akan akım miktarına ve aynı zamanda akımı volt cinsinden süren elektrik potansiyeline veya voltaja (V) bağlıdır. Bu iki parametrenin çarpılması, elektriğin (P) gücünü watt cinsinden verirken, P'nin saniye cinsinden elektrik akımının (t) saniye cinsinden çarpması, sistemdeki elektrik enerjisi miktarını joule cinsinden verir. İletken bir devrede elektrik enerjisinin matematiksel ifadesi E (e) = P × t = V × I × t'dir. Bu ilişkiye göre, bir dakika boyunca 100 watt'lık bir ampulün yanması 6.000 joule enerji harcar. Bu, 1 kilogramlık bir kayanın 612 metre yükseklikten düşürdüğünüzde (hava sürtünmesini göz ardı ederek) düşürdüğü kinetik enerji miktarına eşittir.
Diğer Bazı Enerji Formları
Gördüğümüz ışık, foton denilen dalga paketlerinin titreşimleri sayesinde enerjiye sahip olan elektromanyetik bir olgudur. Alman fizikçi Max Planck, bir fotonun enerjisinin titrediği frekans (f) ile orantılı olduğunu belirledi ve şerefine Sabit olarak adlandırılan orantılılık sabitini (h) hesapladı. Bir fotonun enerjisi için ifade bu nedenle E (p) = h x f'dir. Albert Einstein'ın Görelilik Teorisi'ne göre, maddenin her parçacığı parçacık kütlesi ve ışık hızı karesi ile orantılı doğal potansiyel enerjiye sahiptir (c). İlgili ifade E (m) = m × c2. Einstein hesaplamaları atom bombasının gelişmesiyle desteklendi.