Φυσική Β Γυμνασίου - Ενέργεια

Ενέργεια

Τι είναι η Ενέργεια; 

Ενέργεια για τα σώματα είναι η δυνατότητα που έχουν να παράγουν έργο

Η Ενέργεια έχει πολλές μορφές:

ΧΗΜΙΚΗ (απελευθερώνεται από τις τροφές κατά την διάσπασή τους)

ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ (όλες οι ηλεκτρικές συσκευές λειτουργούν χρησιμοποιώντας ηλ. ενέργεια)

ΦΩΤΕΙΝΗ ( οποιοδήποτε σώμα εκπέμπει ακτινοβολία)

ΘΕΡΜΙΚΗ (λόγω της τριβής από τη σύγκρουση των ατόμων των υλικών )

ΑΙΟΛΙΚΗ ( λόγω της κίνησης αερίων μαζών- δηλ. Κινητική ενέργεια)

και βασικά οι

 ΔΥΟ ΜΟΡΦΕΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ:

1. ΚΙΝΗΤΙΚΗ à(λόγω της ταχύτητας ενός σώματος)

2. ΔΥΝΑΜΙΚΗ à(λόγω της θέσης ενός σώματος μέσα στο Βαρυτικό πεδίο, ή λόγω της κατάστασής του π.χ. ένα συσπειρωμένο ελατήριο

Η Ενέργεια έχει τα εξής  χαρακτηριστικά :

Ούτε καταστρέφεται ούτε δημιουργείται.

Μόνο μεταφέρεται από το ένα σώμα στο άλλο ή μετατρέπεται από την μία μορφή στην άλλη.

 Έργο Δύναμης

Η μεταφορά ή η μετατροπή της Ενέργειας γίνεται μέσω του Έργου μιας δύναμης.

Στην πιο απλή περίπτωση η δύναμη είναι σταθερή και μετακινεί το σώμα παράλληλα προς την διεύθυνσή της:

Η Δύναμη αυτή παράγει έργο

W=F*Δx,

το οποίο ορίζεται ως  το γινόμενο της Δύναμης επί την μετατόπιση του σώματος.

Μονάδα έργου αλλά και ενέργειας, στο σύστημα μονάδων S.I. είναι το 1Joule

1J=1N*1m

δηλαδή μια δύναμη 1Ν παράγει έργο 1Joule όταν μετατοπίζει το σημείο εφαρμογής της κατά την διεύθυνσή της , κατά 1m.

Η Ενέργεια όπως και το Έργο είναι μονόμετρα μεγέθη, άρα οι πράξεις που τα συνοδεύουν είναι αλγεβρικά αθροίσματα.

Το έργο μπορεί να είναι θετικό (παραγόμενο) ή αρνητικό (καταναλισκόμενο).

Επίσης μπορεί σε μια μετακίνηση ενός σώματος κάποιες δυνάμεις ούτε να παράγουν ούτε να καταναλώνουν ενέργεια. Άρα το έργο τους είναι μηδέν Αυτές είναι οι δυνάμεις οι κάθετες στην μετατόπιση.

ΕΦΑΡΜΟΓΗ

 

 

Έστω ένα σώμα πάνω στο οποίο ασκούνται οι δυνάμεις:

F=10N,T=4N,B=20N,N=20N.

To σώμα υπό την επίδραση αυτών των δυνάμεων μετατοπίζεται προς τα δεξιά κατά Δx=3m.

1.    Στο τέλος της κίνησης να βρείτε πόσο είναι το έργο κάθε δύναμης.

2.    Πόση Ενέργεια μεταφέρθηκε στο σώμα:

Απαντήσεις:

1.     Το έργο κάθε δύναμης σύμφωνα με τον ορισμό είναι:

W_F=F*Δx=+10N*3m=+30J >0 à παραγόμενο έργο

W_T=-T*Δx=- 4N*3m=-12J <0 à καταναλισκόμενο έργο

W_N=N*Δx=0J 

W_B=B*Δx=0J

Πρόσεξε ότι: δεν παράγουν έργο, γιατί και οι δύο δυνάμεις

Ν και Β είναι κάθετες στην μετατόπιση

2.    Άρα η Ενέργεια που μεταφέρθηκε στο σώμα είναι

 Ε= W_F + W_T + W_N + W_B  =+30J-12J+0J+0J=+18J

Και επειδή το σώμα παραμένει στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο, η Ενέργεια που μεταφέρθηκε στο σώμα είναι Κινητική

ΕΡΓΑΣΙΑ:

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1,2 (ΣΕΛ.109-110)- βιβλίο

      ΑΣΚΗΣΗ 1:

Σώμα μάζας m=50kg βρίσκεται σε λείο οριζόντιο επίπεδο, και κινείται όταν ασκείται επάνω του οριζόντια δύναμη F=40N. Το σώμα μετακινείται κατά Δx=2m.

Α) να σχεδιάσεις το σώμα και τις δυνάμεις που ασκούνται επάνω του

Β) να υπολογίσεις το έργο κάθε δύναμης

Γ) πόση ενέργεια μεταφέρεται στο σώμα

     ΑΣΚΗΣΗ 2:

Σώμα μάζας m=50kg βρίσκεται σε οριζόντιο επίπεδο, και κινείται με σταθερή ταχύτητα υ=2m/s, όταν ασκείται επάνω του οριζόντια δύναμη F=40N. Το σώμα μετακινείται κατά Δx=2m.

Α) να σχεδιάσεις το σώμα και τις δυνάμεις που ασκούνται επάνω του

Β) να υπολογίσεις το έργο κάθε δύναμης

Γ) πόση ενέργεια μεταφέρεται στο σώμα.

Οι απαντήσεις στο email: elenhroga@gmail.com