Co to jest energia?
Energia opisuje zdolność obiektu do wykonywania pracy. Praca to transfer energii, który ma miejsce, gdy siła zewnętrzna porusza obiekt.
Istnieją dwa główne rodzaje energii. Są to energia kinetyczna i energia potencjalna. Energia mechaniczna jest sumą energii kinetycznej i potencjalnej w systemie.
Misconception Alert
Energia nie jest namacalną rzeczą. Może to utrudniać dzieciom i dorosłym zrozumienie tej koncepcji. Energia opisuje zdolność obiektu do powodowania zmian lub wykonywania pracy.
Energia kinetyczna: The Energy of Motion
Ruszający się obiekt ma energię kinetyczną. Im szybciej się porusza, tym więcej ma energii kinetycznej. Dźwięk, ciepło i elektryczność są przykładami energii kinetycznej.
Energia dźwięku
Energia dźwięku przemieszcza się przez substancje w falach podłużnych. Fale te muszą podróżować przez medium, takie jak powietrze lub woda. Fale dźwiękowe powstają, gdy siła powoduje, że obiekt wibruje. Na przykład, ręka uderzająca w bęben tworzy fale dźwiękowe.
Energia cieplna
Energia cieplna to inny sposób mówienia o cieple. Pochodzi ona z ruchu atomów i molekuł w materii. Im szybciej poruszają się molekuły, tym gorętsza staje się materia. A im gorętsza staje się materia, tym więcej ma energii cieplnej. Pomyśl o gotującej się wodzie na kuchence. Gdy woda się nagrzewa, jej cząsteczki poruszają się coraz szybciej.
Energia elektryczna
Elektrony są maleńkimi naładowanymi cząstkami. Kiedy się poruszają, wytwarzają energię elektryczną. Poruszające się elektrony przenoszą energię przez przewodnik elektryczny. Każde urządzenie, które trzeba podłączyć do ściany, działa na energię elektryczną.
Energia potencjalna: Stored Energy
Energia potencjalna jest przechowywana w nieruchomym obiekcie. Kiedy obiekt się porusza, jego energia zmienia się z potencjalnej na kinetyczną. These objects all have potential energy:
- The water behind a dam
- A rock perched on the top of a hill
- Fireworks about to be launched
Chemical Potential Energy
Chemical potential energy is stored in the bonds of molecules. Zostaje ona uwolniona w wyniku reakcji chemicznej. Chemiczna energia potencjalna zazwyczaj produkuje energię cieplną. Na przykład, gaz ziemny spalany w piecu uwalnia ciepło. Podobnie, energia zmagazynowana w jedzeniu jest uwalniana w procesie trawienia.
Grawitacyjna energia potencjalna
Wysokość i masa obiektu dają mu grawitacyjną energię potencjalną. Im wyższy i cięższy obiekt, tym więcej ma grawitacyjnej energii potencjalnej. Pomyśl o wodzie, która ma przepłynąć przez wodospad. Im wyższy wodospad, tym więcej grawitacyjnej energii potencjalnej ma woda.
Misconception Alert
Możesz myśleć, że obiekt w spoczynku nie ma energii. Obiekt w spoczynku nie ma energii kinetycznej. Ale w zależności od jego położenia, będzie miał pewną formę energii potencjalnej. Kiedy trzymasz kamień nad ziemią, ma on grawitacyjną energię potencjalną. A banan, którego zjadłeś na śniadanie, ma chemiczną energię potencjalną.
Energia mechaniczna
Energia mechaniczna jest sumą energii w układzie mechanicznym. Obejmuje ona zarówno energię kinetyczną, jak i energię potencjalną. Tak więc obiekty mają energię mechaniczną, gdy są w ruchu. Mają ją również wtedy, gdy mają potencjał, aby się poruszać. Samochód jadący autostradą ma energię mechaniczną. Tak samo jak książka, którą trzymasz w powietrzu.
Im szybciej obiekt się porusza, tym więcej energii przechowuje. Ta zmagazynowana energia może być użyta do przyłożenia siły do innego obiektu. Innymi słowy, wykonuje ona pracę na obiekcie. Pomyśl o kuli do rozbiórki burzącej budynek. Ma ona energię potencjalną, ponieważ jest utrzymywana w powietrzu. Podczas ruchu w kierunku budynku, energia ta zamienia się w energię kinetyczną. W końcu piłka styka się z murem. To wtedy energia kinetyczna piłki wywiera siłę na budynek, która może spowodować jego upadek.
Misconception Alert
Energii nie można stworzyć ani zniszczyć. Może być jedynie zmieniona w różne formy. Aby zademonstrować przemianę energii, poproś dzieci, aby pocierały o siebie dłonie. Pocieranie jest przykładem energii mechanicznej. Dzieci mogą poczuć ciepło, gdy przekształca się ono w energię cieplną.
Energia jest wszędzie i w każdej części naszego życia. W rzeczywistości, nie możesz bez niej żyć! Jak byś przeżył bez energii cieplnej ze Słońca lub energii chemicznej z jedzenia, które spożywasz?