Întrebarea # 50cb6

Răspuns:

Energia este o cantitate care spune cât de mult poate fi realizată de obiect cu acea energie.

Explicaţie:

Din punct de vedere fizic, energia poate fi definită în termeni de cantitate maximă de muncă care poate fi efectuată. Pentru a explica acest lucru mai atent, să ne gândim mai întâi la noțiunea de muncă. Voi vorbi doar despre fizica clasică aici.

În fizica clasică, mișcarea obiectelor este guvernată de noua lege Newtons # VecF = mveca #, Unde # # VecF este o forță, # M # o masă obiecte și # # Veca un obiect de accelerare. Aceasta înseamnă că o forță este ceva care schimbă modul în care un obiect se mișcă.

Desigur, putem varia forța pe care o acționăm asupra unei particule în timp sau mai degrabă prin calea pe care o facem. De aceea definim o cantitate pe care o numim muncă (# W #), cu următoarea expresie # W = intvecF * # dvecs. Aici # Dvecs = vecvdt # un vector care arată de-a lungul căii pe care o particulă o are proporțional cu viteza particulei. Atunci când calea este dreaptă și forța în aceeași direcție ca și calea, aceasta se reduce la # W = FDeltas #.

Chiar dacă am definit această lucrare în ceea ce privește calea de-a lungul căreia acționează o forță, putem constata că lucrarea necesară pentru a schimba starea unei particule de la una la alta (de exemplu schimbarea vitezei unei particule) depinde numai de cu privire la situația inițială și finală. Pentru a vedea acest lucru, vom elabora integral integralul folosind noua lege Newtons.

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

Acum folosim # D / dt (v ^ 2) = d / dt ((dvecs) / dt * (dvecs) / dt) = 2 (d ^ 2vecs) / dt ^ 2 * (dvecs) / dt # prin regula produsului, deci # W = m / 2intd / dt (v ^ 2) dt = m / 2 v ^ 2 _ "inițial" ^ "în cele din urmă" = m / 2 (v_f ^ 2-v_i ^ 2) #.

Deci, într-adevăr, avem nevoie doar de cunoașterea vitezelor inițiale și finale și a masei de a cunoaște lucrarea.

Acum definim ceva numit energia cinetică a unui obiect #E_ "kin" = m / 2v ^ 2 #, asa de # W = DeltaE_ "kin" #. Rețineți că # W # pot fi negative sau pozitive. Dacă # W # este pozitiv, spunem că a fost efectuată o lucrare asupra obiectului, dacă este negativă, spunem că obiectul a lucrat. De cand # V ^ 2> 0 #, cantitatea maximă de lucru pe care un obiect mobil le poate efectua este dată de energia sa cinetică.

Până acum am vorbit doar despre mutarea particulelor, dar există multe alte lucruri în care vedem această cantitate de lucru, gândiți-vă la compresia gazelor, a câmpurilor electrice și magnetice. Totuși, în general, este posibil să se atribuie o valoare unui obiect care se schimbă atunci când se lucrează. Deci, când putem cumva să scriem o expresie pentru o valoare # E # pentru un obiect care se schimbă atunci când obiectul efectuează lucrul prin # W = Deltae #, și atunci când # E = 0 # obiectul nu poate face muncă, numim această valoare o energie.