Co je energie?
Energie popisuje schopnost objektu konat práci. Práce je přenos energie, ke kterému dochází, když vnější síla pohybuje objektem.
Existují dva hlavní druhy energie. Jsou to kinetická energie a potenciální energie. Mechanická energie je součtem kinetické a potenciální energie v systému.
Pozor na mylnou představu
Energie není hmatatelná věc. Proto může být pro děti i dospělé obtížné tento pojem pochopit. Energie popisuje schopnost objektu způsobovat změny nebo konat práci.
Kinetická energie: Kinetická energie: energie pohybu
Pohybující se předmět má kinetickou energii. Čím rychleji se pohybuje, tím větší kinetickou energii má. Zvuk, teplo a elektřina jsou příklady kinetické energie.
Zvuková energie
Zvuková energie se pohybuje látkami v podélných vlnách. Tyto vlny musí procházet prostředím, jako je vzduch nebo voda. Zvukové vlny vznikají, když síla způsobí rozkmitání nějakého předmětu. Například úder ruky do bubnu vytváří zvukové vlny.
Termická energie
Termická energie je jiný způsob vyjádření tepla. Pochází z pohybu atomů a molekul ve hmotě. Čím rychleji se molekuly pohybují, tím je hmota teplejší. A čím je hmota teplejší, tím více má tepelné energie. Představte si vařící vodu na sporáku. Jak se voda zahřívá, její molekuly se pohybují stále rychleji.
Elektrická energie
Elektrony jsou malé nabité částice. Při svém pohybu vytvářejí elektrickou energii. Pohybující se elektrony přenášejí energii elektrickým vodičem. Jakékoli zařízení, které musíte zapojit do zásuvky, pracuje na elektrickou energii.
Potenciál energie: Potenciální energie je uložena ve stacionárním předmětu
Potenciální energie je uložena ve stacionárním předmětu. Když se objekt pohybuje, mění se jeho energie z potenciální na kinetickou. Všechny tyto objekty mají potenciální energii:
- Voda za přehradou
- Skála posazená na vrcholu kopce
- Ohňostroj chystající se k odpálení
Chemická potenciální energie
Chemická potenciální energie je uložena ve vazbách molekul. Uvolňuje se prostřednictvím chemické reakce. Chemická potenciální energie obvykle vytváří tepelnou energii. Například při spalování zemního plynu v peci se uvolňuje teplo. Podobně se trávením uvolňuje energie uložená v potravinách, které sníte.
Gravitační potenciální energie
Výška a hmotnost objektu mu dávají gravitační potenciální energii. Čím je objekt vyšší a těžší, tím větší má gravitační potenciální energii. Představte si vodu, která se chystá stékat přes vodopád. Čím je vodopád vyšší, tím větší gravitační potenciální energii voda má.
Pozor na mylnou představu
Možná si myslíte, že objekt v klidu nemá žádnou energii. Objekt v klidu nemá žádnou kinetickou energii. V závislosti na své poloze však bude mít určitou formu potenciální energie. Když držíte kámen nad zemí, má gravitační potenciální energii. A banán, který jste snědli k snídani, měl chemickou potenciální energii.
Mechanická energie
Mechanická energie je souhrn energie v mechanické soustavě. Zahrnuje jak kinetickou, tak potenciální energii. Předměty tedy mají mechanickou energii, když jsou v pohybu. A mají ji také tehdy, když mají potenciál k pohybu. Auto jedoucí po dálnici má mechanickou energii. A stejně tak ji má kniha, kterou držíte ve vzduchu.
Čím rychleji se objekt pohybuje, tím více energie v sobě uchovává. Tuto uloženou energii lze využít k působení síly na jiný objekt. Jinými slovy, vykoná na objektu práci. Představte si demoliční kouli, která bourá budovu. Má potenciální energii, protože se drží ve vzduchu. Když se rozkmitá směrem k budově, přemění se tato energie na energii kinetickou. Nakonec se koule dotkne zdi. Tehdy kinetická energie koule působí na budovu silou, která může způsobit její pád.
Pozor na mylnou představu
Energii nelze vytvořit ani zničit. Lze ji pouze měnit do různých forem. Chcete-li demonstrovat přeměnu energie, nechte děti, aby si třeli ruce o sebe. Tření je příkladem mechanické energie. A děti mohou cítit teplo, jak se přeměňuje na tepelnou energii.
Energie je všude a v každé části našeho života. Ve skutečnosti se bez ní nedá žít! Jak byste přežili bez tepelné energie ze Slunce nebo chemické energie z jídla, které jíte?