에너지 개념 - 잠재력, 운동, 기능 및 힘

2024-11-21특리16

우리는 물리학에서 에너지가 무엇인지, 위치 에너지와 운동 에너지가 무엇인지 설명합니다. 또한 힘이 어떻게 작용하고 일이 무엇인지.

에너지는 특정 작업을 수행하는 능력입니다.

에너지란 무엇입니까?

물리학 에서 우리는 에너지를 특정 작업을 수행하는 시스템이나 현상의 능력 이라고 부릅니다 . 에너지라는 단어는 "행동력" 또는 "작업력"을 의미하는 그리스어 energos 에서 유래되었습니다. 이는 이 과학과 다른 과학 전반에서 다양한 의미와 의미로 널리 사용되는 개념입니다.

이러한 일을 수행하는 능력은 에너지에 대한 물리학의 관심의 핵심입니다. 왜냐하면 이 학문은 물질이 상호 연관되고 에너지가 한 시스템에서 다른 시스템으로, 한 시스템에서 다른 시스템으로 전달되는 작용과 반응으로서의 자연 시스템을 연구하기 때문입니다.

사실, 에너지 는 열역학 제2법칙 (고전 역학, 즉 뉴턴의 법칙)에 따라 지배됩니다. 이 법칙은 우주의 에너지 양이 항상 안정적이고 영구적이며 생성되거나 파괴될 수 없으며 오직 존재한다는 사실을 확립합니다. 변형되었습니다.

반면에, 알베르트 아인슈타인의 상대성 이론 이 적용되는 상대론적 역학에서는 에너지와 질량이 유명한 방정식 E = mc 2 를 정의하는 더 가까운 관계를 가집니다. 즉, 에너지는 질량 곱하기 빛의 속도 의 제곱과 같습니다 . 따라서 모든 물체는 단순히 물질로 구성되어 있기 때문에 아인슈타인의 방정식에 의해 주어진 양의 에너지를 보유합니다.

반면, 에너지(E)와 일(W)은 동일하므로 동일한 유형의 단위인 줄(Joules) 또는 줄(J), 즉 미터당 뉴턴(N/m)으로 측정됩니다.

참조: 물리학의 힘

잠재력

위치 에너지는 위치나 높이, 즉 그것이 잠겨 있는 힘의 장을 기반으로 결정되는 신체 또는 물리적 시스템과 관련됩니다. 이러한 유형의 에너지는 다음과 같이 분류될 수 있습니다.

중력 위치에너지 . 중력장에 잠길 때 거대한 몸이 소유하는 에너지입니다. 중력장은 질량이 매우 큰 물체(예: 행성 및 태양 질량 ) 주위에 생성됩니다. 예를 들어, 롤러코스터 자동차는 지구의 중력장에 잠겨 있기 때문에 가장 높은 위치에서 최대 위치 에너지를 갖습니다. 자동차가 떨어지면 높이가 낮아지고 위치 에너지가 운동 에너지로 변환됩니다.
정전기적 위치에너지 . 전기 의 관점에서 위치 에너지의 개념도 적용됩니다. 이는 전자기학 의 엄청난 다양성을 고려하여 운동 에너지 , 열 에너지 또는 빛 과 같은 다른 형태의 에너지로 변환될 수 있습니다 . 이 경우 에너지는 하전 입자에 의해 생성된 전기력 장에서 발생합니다.
탄성 위치에너지 . 탄성 위치 에너지는 물질의 탄성 특성과 관련이 있는데 , 이는 저항보다 큰 변형력을 받은 후 원래의 모양을 회복하려는 경향입니다. 탄성 에너지의 명확한 예는 외부 힘으로 인해 늘어나거나 수축하고 해당 힘이 더 이상 적용되지 않으면 원래 위치로 돌아가는 스프링의 에너지입니다. 또 다른 예는 활과 화살 시스템입니다. 후자의 경우, 탄성 섬유를 당겨 활이 장력을 받고 나무가 약간 구부러지지만 속도는 여전히 0이므로 탄성 위치 에너지는 최대 값에 도달합니다. 다음 순간에 위치 에너지는 운동에너지가 되고 화살은 전속력으로 앞쪽을 향해 던져집니다.

더 보기: 잠재적 에너지