| Слово энергия довольно часто встречается в нашей жизни: солнечная энергия, энергия ветра, энергичный человек. Так что же такое энергия?
Для того чтобы ответить на этот вопрос, проведем несколько опытов.
|
| Поднимем шар на высоту, над ящиком с песком и отпустим. Шар упадет, но при этом в песке окажется глубокая яма. Шар совершил работу.
|
| Сожмём пружину, зафиксируем ее. Если разрезать фиксирующую нить, то пружина распрямится и поднимет груз на высоту. То есть пружина так же может совершить работу по перемещению другого тела.
|
| Стальной шарик, скатившись с наклонной плоскости, ударяется о деревянный брусок и перемещает его на некоторое расстояние. Значит и он совершает механическую работу.
|
| Если тело способно совершить работу, значит, оно обладает энергией.
Сжатая пружина, шар, поднятый на высоту, движущийся шар – все эти тела обладают энергией, то есть эти тела способны совершить работу.
|
| Энергия – это физическая величина, показывающая, какую работу может совершить тело (или несколько тел).
|
| Как вы думаете, в каком случае падающий камень совершит большую работу?
Большую работу совершит тот камень, который поднят на большую высоту.
Если тело способно совершить большую работу, то оно обладает большей энергией.
|
| При совершении работы энергия уменьшается.
|
| Транспортные средства расходуют энергию сгорающего топлива, для совершения работы. Бытовые приборы расходуют электрическую энергию во время работы. И даже люди живут за счет энергии, которую получают из пищи.
|
| Поскольку понятие работы и энергии тесно связаны, энергия измеряется в тех же единицах, что и работа – в джоулях.
|
| Рассмотрим два вида механической энергии: кинетическую энергию и потенциальную.
|
| Кинетическая энергия – это энергия движущихся тел.
Она обозначается буквой Е с индексом «к»: Ек.
|
Кинетическая энергия зависит от скорости движения тела и от его массы. Чем больше эти параметры, тем больше данный вид энергии.
Убедимся в этом, проведя следующий опыт.
Возьмем два шара различной массы и поставим их на одинаковые наклонные плоскости. Скатываясь с наклонной плоскости, они совершат работу по перемещению бруска. При этом шарик большей массы совершит большую работу, так как переместит брусок на большее расстояние. Следовательно, шар большей массы обладает большей кинетической энергией при одинаковой скорости движения.
 , 
Проведем второй опыт. Теперь будем скатывать шары одинаковой массы, но высоты наклонных плоскостей будут различными. Чем больше высота наклонной плоскости, тем большей скоростью будет обладать шар в момент столкновения с бруском. Второй шар совершил большую работу и переместил брусок на большее расстояние, так как скорость его движения была больше. Следовательно, шар, движущийся с большей скоростью, обладает большей кинетической энергией, при условии, что массы шаров одинаковы.
|
Формула для расчета кинетической энергии выглядит так:
 , где  – масса тела,
 – скорость движения тела.
|
| Человек научился использовать кинетическую энергию движущегося воздуха – ветра, и энергию движущейся воды для совершения работы. Например, ветряные и водяные мельницы.
|
| Рассмотрим пример.
Два одинаковых автомобиля движутся с различными скоростями. Кинетическая энергия какой машины больше?
Чем больше скорость, тем больше кинетическая энергия тела.
|
| Потенциальная энергия — это энергия, которая определяется взаимным положением тел или частей одного тела.
Она обозначается буквой Е с индексом «п»: Еп.
|
| Тело, поднятое над землей, обладает потенциальной энергией, и эта энергия обусловлена взаимным расположение тел.
|
| Предположим, что потенциальная энергия тела, лежащего на земле, равна нулю.
Тогда энергия тела, поднятого на какую-то высоту, определяется той работой, которую совершает сила тяжести при падении тела на Землю.
|
Вычислив работу, которую совершит сила тяжести при падении шара с высоты «аш», мы найдем и потенциальную энергию.
Сила тяжести, действующая на шар массой «эм», находится по формуле «эф» «тэ» равно «же» «эм».
Тогда работа, которую совершит эта сила при падении шара с высоты «аш» будет равна произведению силы тяжести на высоту.
Значит и потенциальную энергию поднятого тела можно будет найти по этой формуле.
|
| Сваебойные машины совершают работу за счет поднятия молота на высоту.
Потенциальная энергия падающей воды превращается в электроэнергию в гидроэлектростанциях.
|
| Сжатая пружина также обладает потенциальной энергией (это пример взаимного расположения частей одного тела).
Закрученная пружина в механических часах, выпрямляясь, заставляет работать часы. По такому же принципу работают некоторые детские механические игрушки.
|
| Ответьте на вопрос, обладает ли тело на картинке потенциальной энергией?
Нет, тело не обладает потенциальной энергией, так как только деформированное или поднятое на высоту тело будет обладать потенциальной энергией.
Тело обладает потенциальной энергией, так как оно деформировано, а деформированное тело потенциальной энергией обладает.
|