Forme și conservarea energiei - 1S - Curs Fizică-chimie - Kartable
rezumat
Energia este o cantitate care poate lua mai multe forme. Caracteristica sa este că nu poate fi nici creată, nici distrusă. Astfel, energia unui sistem izolat este conservată. Energia legată de mișcarea unui sistem este energia mecanică, suma energiei sale cinetice, legată de viteza sa și energia potențială de gravitație, legată de altitudinea sa. Această energie mecanică este conservată dacă singura forță experimentată de sistem este greutatea sa, care este cazul în timpul unei căderi libere.
Diferitele forme de energie
Conceptul de energie
Energie
Energia unui sistem își exprimă capacitatea de a modifica starea altor sisteme cu care interacționează. Unitatea sa este joule (J).
Energia apare într-un număr foarte mare de forme diferite: energie cinetică, potențial gravitațional, mecanic, termic, chimic, electric, radiațional, nuclear etc.
Energie legată de viteză: energie cinetică
Energie kinetică
Energia cinetică Ec a unui sistem de masă m animat de o mișcare de translație este energia pe care o posedă datorită vitezei sale de valoare v:
Energia cinetică a unui solid cu o masă de 10 kg care se deplasează cu o viteză de valoare 2,0 m.s −1 este:
E_ = \ dfrac \ times m \ times v ^ = \ dfrac \ times 10 \ times 20 ^ = 20 J
Este util să știți cum să convertiți viteza exprimată în km.h −1 în m.s −1 și invers:
O viteză de 130 km.h −1 corespunde cu \ dfrac6> = 36 m.s −1 .
La fel ca viteza, energia cinetică depinde de cadrul de referință.
Energie legată de altitudine: energia potențială a gravitației
Energia potențială a gravitației
Energia potențială a gravitației EPP a unui sistem de masă m este energia pe care o posedă datorită altitudinii sale z față de referința energiilor potențiale ale gravitației:
E_ = m_ \ times g_ \ right)> \ times z_, unde g este intensitatea gravitației: g = 9,81 N.kg −1
Energia potențială de gravitație a unui solid cu o masă de 10 kg situată la o altitudine de 2,50 m de la sol este:
E_ = m \ times g \ times z = 10 \ times 981 \ times 250 = 25 \ times 10 ^ J.
Energia potențială a unui sistem poate fi negativă: aceasta înseamnă că sistemul este sub altitudinea aleasă ca referință. Dar, în general, evităm această situație.
Energie mecanică
Energie mecanică
Energia mecanică E_M a unui sistem este suma energiei sale cinetice E_C și a energiei sale potențiale de gravitație E_:
Energia mecanică a unui solid de masă de 10 kg care se deplasează cu o viteză de valoare 2,0 m.s −1 la o altitudine de 2,50 m comparativ cu referința energiilor potențiale ale gravitației este:
E_ = E_ + E_ = \ dfrac \ times m \ times v ^ 2 + m \ times g \ times z = \ dfrac \ times 10 \ times 20 ^ 2 + 10 \ times 981 \ times 25 = 27 \ times 10 ^ 2 J.
Principiul conservării energiei
State
Principiul conservării energiei
Energia unui sistem izolat nu poate fi creată sau distrusă: este conservată.
Orice scădere a energiei unui sistem este însoțită de o creștere egală a energiei altor sisteme.
Exemplu de energie mecanică
Cădere liberă
Un solid este în cădere liberă atunci când este supus doar greutății sale sau când celelalte forțe exercitate asupra acestuia sunt neglijabile în comparație cu greutatea sa.
Un parașutist sare dintr-un avion și neglijăm frecarea pe care o exercită aerul asupra lui:
- Înainte de a-și deschide parașuta, el este supus doar greutății sale: este deci în cădere liberă.
- După ce și-a deschis parașuta, este supus greutății sale și acțiunii aerului asupra pânzei parașutei: prin urmare, nu mai este în cădere liberă.