שתי צורות האנרגיה העיקריות

למרות שיש כמה כאלה סוגי אנרגיהמדענים יכולים לקבץ אותם לשתי קטגוריות עיקריות: אנרגיה קינטית ו אנרגיה פוטנציאלית. להלן מבט על צורות האנרגיה, עם דוגמאות מכל סוג.

אנרגיה קינטית היא אנרגיה של תנועה. האטומים ורכיביהם נמצאים בתנועה, ולכן לכל החומר אנרגיה קינטית. בקנה מידה גדול יותר, לכל אובייקט בתנועה יש אנרגיה קינטית.

נוסחה נפוצה לאנרגיה קינטית היא עבור מסה נעה:

KE = 1/2 מגה²

KE הוא אנרגיה קינטית, m הוא מסה, ו- v הוא מהירות. יחידה טיפוסית לאנרגיה קינטית היא הג'אולה.

אנרגיה פוטנציאלית היא אנרגיה שחומר מרוויח מהסידור שלה או מעמדה. לאובייקט יש 'פוטנציאל' לעבודה. דוגמאות לאנרגיה פוטנציאלית כוללות מזחלת בראש גבעה או מטוטלת בראש נדנדתה.

ניתן להשתמש באחת המשוואות הנפוצות ביותר לאנרגיה פוטנציאלית לקביעת האנרגיה של אובייקט ביחס לגובהו מעל בסיס:

E = mgh

PE הוא אנרגיה פוטנציאלית, m הוא מסה, g הוא תאוצה כתוצאה מכוח הכבידה, ו- h הוא גובה. יחידה נפוצה של אנרגיה פוטנציאלית היא הג'אול (J). מכיוון שאנרגיה פוטנציאלית משקפת את מיקום האובייקט, יכולה להיות לו סימן שלילי. אם זה חיובי או שלילי תלוי בשאלה האם העבודה נעשית על ידי המערכת או ב המערכת.

בעוד המכניקה הקלאסית מסווגת את כל האנרגיה כקינטית או כפוטנציאלית, יש צורות אנרגיה אחרות.

צורות אנרגיה אחרות כוללות:

• אנרגיית כבידה - האנרגיה הנובעת משיכה של שני המונים זה לזה.
• אנרגיה חשמלית - אנרגיה ממטען חשמלי סטטי או נע.
• אנרגיה מגנטית - אנרגיה ממשיכה של שדות מגנטיים מנוגדים, דחיית שדות דומים, או משדה חשמלי נלווה.
• אנרגיה גרעינית - אנרגיה מהכוח החזק הקושר פרוטונים ונויטרונים בגרעין אטומי.
• אנרגיית תרמית - נקרא גם חום, זוהי אנרגיה הניתנת למדידה כטמפרטורה. זה משקף את האנרגיה הקינטית של אטומים ומולקולות.
• אנרגיה כימית - אנרגיה הכלולה בקשרים כימיים בין אטומים למולקולה.
• אנרגיה מכנית - סכום האנרגיה הקינטית והפוטנציאלית.
• אנרגיה קורנת - אנרגיה מקרינה אלקטרומגנטית, כולל אור גלוי וצילומי רנטגן (למשל).

אובייקט עשוי להחזיק אנרגיה קינטית ופוטנציאלית כאחד. לדוגמא, למכונית הנוסעת במורד הר יש אנרגיה קינטית מתנועתה ואנרגיה פוטנציאלית ממקומה יחסית לגובה הים. אנרגיה יכולה להשתנות מצורה אחת לאחרת. לדוגמא, שביתת ברק יכולה להמיר אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור, אנרגיה תרמית ואנרגיית צליל.

בעוד שהאנרגיה יכולה לשנות צורות, היא נשמרת. במילים אחרות, סך האנרגיה של מערכת הוא ערך קבוע. לרוב זה נכתב במונחים קינטיים (KE) ואנרגיה פוטנציאלית (PE):

KE + PE = קבוע

מטוטלת מתנדנדת היא דוגמא מצוינת. כאשר מטוטלת מסתובבת, יש לה אנרגיה פוטנציאלית מקסימאלית בראש הקשת, ובכל זאת אפס אנרגיה קינטית. בתחתית הקשת, אין לה אנרגיה פוטנציאלית ועם זאת אנרגיה קינטית מקסימאלית.