Enerji Nedir?

    Bir basketbol düşünün. Boş bir sahada mükemmel bir şekilde oturan günlük, sıradan bir basketbol. Şimdi bir oyuncuyu gözünüzde canlandırın - hadi WNBA Phoenix Mercury'den Diana Taurasi ile gidelim. Ayakkabıları parke kalaslarda gıcırdayarak orta sahaya doğru sendeliyor. Sonra Taurasi eğiliyor, topu alıyor, ayağa kalkıyor ve başının üzerine kaldırıyor.

Az önce topun potansiyel enerjisinde bir artışa tanık oldunuz .

    Kayıt için, bu günlük olarak karşılaştığımız birçok enerji türünden sadece biridir. Ayrıca kinetik enerji, elektrik enerjisi, termal enerji vb.

    Bu, temel bir soruyu akla getiriyor. Bilimsel olarak enerji nedir? Fizik, kimya, mühendislik ve ilgili STEM alanları bağlamında bu kelime ne anlama geliyor ?

Gelişmiş Yerleştirme kurslarınızda veya bir ders kitabında en çok duyacağınız tanım şu şekildedir:

" Enerji , iş yapabilme yeteneğidir ."

    Tek başına ele alındığında, bu cümle biraz belirsiz görünebilir ve özellikle yardımcı olmayabilir. Ama endişelenme, paketini açmana yardım etmek için buradayız.

İş, Tanımlı

    Şimdi, ders kitapları enerjinin "iş yapabilme yeteneği" olduğunu söylediğinde, sadece 9 ila 5 istihdamdan bahsetmiyorlar. Özetle, "iş" kelimesinin bilimsel anlamı, bir cismi kuvvet uygulayarak hareket ettirme işlemidir.

    Boston Üniversitesi'ne göre , "Bir nesneye bir kuvvet uygulandığında, nesnenin hareket etmesine neden olur, iş kuvvet tarafından yapılır" .

Enerjiye gelince, iki temel kategoride gelir : kinetik enerji ve potansiyel enerji.

KE Hollywood'a Gidiyor

   Bazen kinetik enerji "hareket enerjisi" olarak tanımlanır. Bu tür bir enerjiye sahip olmak için bir cismin hareket halinde olması gerekir .

    Michael Bay'in 1998'de gişe rekorları kıran "Armageddon" filminde Dünya'ya doğru hızla gelen Teksas büyüklüğündeki asteroidi hatırlıyor musunuz? Gerçek hayatta o şeyin ciddi bir kinetik enerjisi olurdu. Hız yapan arabalar, düşen elmalar ve diğer hareketli nesneler de öyle.

Bir kalem alın millet, çünkü size bir denklem atmak üzereyiz:

KE = (1/2)mxv ²

Tercüme: Bir nesnenin kinetik enerjisi ("KE"), kütlesinin ("m") yarısı ile hızının karesinin ("v 2 ") yarısına eşittir.

    Bunu bir örnekle kırmanın zamanı geldi. Saniyede 7 metre (saniyede 23 fit) hızla dörtnala giden 400 kilogramlık (veya 882 pound) bir atın kinetik enerjisi nedir?

Sayısal olarak ifade edildiğinde, problem şöyle görünür:

KE = (1/2) 400 x 7 ²

    Rakamları girin ve asil atımızın sahip olduğu kinetik enerjinin 9800 joule'ye eşit olduğunu göreceksiniz. Kayıt için, joule ("J" olarak kısaltılır), bilim adamlarının enerji veya işi ölçmek için kullandıkları bir ölçüm birimidir.

Çok fazla potansiyel

Kinetik enerji "hareket enerjisi" ise, potansiyel enerji " konum enerjisi "dir.

    Diana Taurasi ile tekrar kontrol edelim. Sence yerden yükseklere kaldırdığını söylediğimiz o topu bıraktığı anda ne olacak?

    Tabii ki düşecek ve parke zemine çarpacak. Hepsi yerçekimi denen küçük bir şey yüzünden . (Burada işleri basit tutmak için, WNBA yıldızının topu aktif olarak itmediğini veya fırlatmadığını varsayıyoruz.) Ve şimdi bildiğimiz gibi, hareket eden nesne yolda kinetik enerji sergileyecektir.

Ancak düşmeden önce, top Taurasi'nin ellerini terk etmeden önce, oldukça fazla potansiyel enerji içerecek .

    Potansiyel enerji depolanmış enerjidir . Bu, bir nesnenin (bu durumda Taurasi'nin topu), katı zemin gibi diğer nesnelere göre konumu sayesinde sahip olduğu enerjidir. Bu fenomene neden "potansiyel enerji" diyoruz? Çünkü yerçekimi gibi bir kuvvetin iş yapma potansiyelini ortaya koyuyor .

Ne Yaratıldı, Ne Yok Edildi

    Farklı potansiyel enerji türleri olduğunu unutmayın. Basketbol örneğimizde tartıştığımıza yerçekimi potansiyel enerjisi veya sadece "yerçekimi enerjisi" denir.

    ABD Enerji Bilgi İdaresi web sitesinden alıntı yapmak gerekirse , bu bir tür potansiyel enerjidir "bir nesnenin yüksekliğinde depolanır. Nesne ne kadar yüksek ve ağır olursa, o kadar fazla yerçekimi enerjisi depolanır."

    Taurasi, topunu yerden kaldırarak yerçekimine onunla çalışma potansiyeli verdi. Bir Harlem Globetrotter gibi olsaydı ve topu yüksek bir sirk merdiveninin tepesine taşısaydı - ya da hafif bir basketbol yerine ağır bir bowling topunu kaldırsaydı - oyunda daha fazla yerçekimi potansiyel enerjisi olurdu.

    Dikkat edin, bu enerji Taurasi topu bıraktığında öylece gitmeyecek. Kapalı bir sistemin (bizim evrenimiz gibi) sınırları içinde enerji ne yaratılabilir ne de yok edilebilir. Basitçe dönüştürür .

    Sert ahşaba doğru daldıkça, o topun yerçekimi potansiyel enerjisi azalacaktır çünkü zemine yaklaşmaktadır. Ve yere değdiğinde, top ( işlevsel olarak) hiç yerçekimi potansiyel enerjisine sahip olmayacak.

    Ancak top aşağı doğru yakınlaştıkça ve yol boyunca yerçekimi potansiyel enerjisini kaybettikçe, kinetik enerjisinde eş zamanlı bir artış olacaktır .

Enerji Lezzetleri

    Top o döşeme panellerine çarptığında hikayemiz bitmiyor. Enerjisinin bir kısmı termal enerjiye dönüştürülecek ve böylece bir miktar ısı üretilecektir.

    Oh, ve basketbol toplarının zıplarken çıkardığı o güzel "gümbürtü" sesi? Bu da bir tür enerjidir, çoğu insanın ses dediği bir enerjidir.

Diğer enerji türleri arasında elektrik enerjisi , mekanik enerji ve radyan enerji bulunur .

Yolları ayırmadan önce, sizi son dakika tanımlarıyla baş başa bırakacağız .

• Termal Enerji : Bir nesne veya madde içindeki atomların ve moleküllerin içsel hareketi ve titreşimidir. Nesneler veya maddeler arasında termal enerji aktığında , bu transfere "ısı" deriz.
• Ses : Titreşimin neden olduğu ve maddelerde boylamasına dalgalar halinde yayılan enerjidir.
• Elektrik Enerjisi : Bir tür kinetik enerji, atomlara kuvvet uygulandığında ortaya çıkabilecek elektrik yüklerinin hareketidir .
• Radyant Enerji : Elektromanyetik radyasyondan aldığınız enerji türüdür . Işık bu kategoriye girer.
• Kimyasal Enerji : Bunu "potansiyel enerji" altında dosyalayın. Atomları bir arada tutan bağlarda depolanan enerjidir .
• Yerçekimi Enerjisi : "Yerçekimi potansiyel enerjisi" olarak da adlandırılan bu, bir nesnenin yerçekimini deneyimleyen bir alana yerleştirilmesinden elde ettiği potansiyel enerji olacaktır.

Mutlu hesaplama!

Şimdi Bu İlginç

    İş, olumlu veya olumsuz olarak sınıflandırılabilir . Bir kayayı yokuş aşağı itersem, kaya benim aşağı doğru itişimle aynı yönde hareket etmiş olacaktır. Bu olumlu bir iş . Ama aynı kayanın zaten yuvarlandığını varsayalım - ve şeyi durdurmak için önüne atladım ve tüm gücümle ona doğru ittim. Bir fizik öğretmeni benim kahramanca itişimi olumsuz iş olarak adlandırırdı . Neden? Niye? Çünkü o kaçak taşı iterek hareket yönüne karşı çıkmış olurum.