Energia i praca - wykład

Energia, podstawowa wielkość fizyczna charakteryzująca stan układu, energia jest wielkością skalarną, addytywną i zachowywaną (zasada zachowania energii ). Energia jest przekazywana w oddziaływaniach fizycznych, ale nie znika i nie może powstawać ex nihilo. Występuje w różnych postaciach w opisie zjawisk fizycznych (jako energia: mechaniczna, kinetyczna, potencjalna, cieplna, chemiczna, elektryczna, promieniowania, jądrowa, spoczynkowa itp.). Energię wyraża się obecnie w dżulach (J), dawniej stosowano ergi(erg).
Energia kinetyczna, energia mechaniczna związana z ruchem ciała (postępowym lub obrotowym). W przybliżeniu nierelatywistycznym (w fizyce klasycznej) energia kinetyczna ruchu postępowego ciała dana jest wzorem Ek=mV2/2 lub równoważnie Ek= p2/2m, gdzie Ek - energia kinetyczna, m-masa ciała, V-jego prędkość, p-pęd ciała. W ujęciu relatywistycznym tylko drugie wyrażenie określające energię kinetyczną dalej obowiązuje, przy czym masa ciała jest wówczas masą relatywistyczną ciała. Energia kinetyczna ruchu obrotowego Er w ujęciu klasycznym dana jest wzorem: Er=I2/2, gdzie I moment bezwładności ciała względem osi chwilowego obrotu,  chwilowa prędkość kątowa obrotu ciała wokół tej samej osi.
Energia potencjalna, określona z dokładnością do stałej energia mechaniczna układu ciał zanurzonych w polu sił, wynikająca z konfiguracji (rozmieszczenia) tych ciał. Równa jest pracy, jaką musiałyby wykonać zewnętrzne siły, aby uzyskać aktualną konfigurację ciał, wychodząc od innej konfiguracji, dla której arbitralnie przyjmujemy energię potencjalną równą zero.
Energii zachowania zasada, jedna z podstawowych zasad fizyki mówiąca, że w każdym izolowanym układzie fizycznym całkowita suma energii jest stała (nie zmienia się w czasie).
Dżul, J, jednostka pracy, energii i ilości ciepła. 1 J = 1Nm = 1Ws.
Praca, 1) w dynamice skalarna wielkość fizyczna L zdefiniowana wzorem:
gdzie: F - siła działająca na ciało, wykonująca pracę wzdłuż drogi S, ds - nieskończenie mały wektor styczny w każdym miejscu do drogi S.
Jednostką pracy w układzie SI jest dżul, dawniej stosowanymi jednostkami były erg i kilogram-siła razy m. 2) w termodynamice, wielkość fizyczna równa energii, jaką układ termodynamiczny oddaje otoczeniu zmieniając jednocześnie parametry opisujące jego stan. Maksymalną pracę wykona układ izolowany cieplnie w procesie izoentropowym. Jednostką pracy
termodynamicznej jest dżul (dawniej kaloria).
... zobacz całą notatkę