Хотя существует несколько типов энергии, ученые могут сгруппировать их в две основные категории: кинетическая энергия и потенциальная энергия. Вот взгляните на формы энергии с примерами каждого типа.
Кинетическая энергия
Кинетическая энергия – это энергия движение. Атомы и их компоненты находятся в движении, поэтому вся материя обладает кинетической энергией. В более крупном масштабе любой движущийся объект обладает кинетической энергией.
Обычная формула кинетической энергии для движущейся массы:
KE = 1/2 мВ 2
KE – кинетическая энергия, m – масса, v – скорость. Типичной единицей кинетической энергии является джоуль.
Потенциальная энергия
Потенциальная энергия – это энергия, которую материя получает от своего расположения или должность. У объекта есть «потенциал» для работы. Примеры потенциальной энергии включают сани на вершине холма или маятник на вершине его качелей.
Одно из наиболее распространенных уравнений для потенциальной энергии может использоваться для определения энергии объекта относительно его высоты над основанием:
E = mgh
PE – потенциальная энергия, m – масса, g – ускорение свободного падения, h – высота. Распространенной единицей потенциальной энергии является джоуль (Дж). Поскольку потенциальная энергия отражает положение объекта, она может иметь отрицательный знак. Положительный или отрицательный результат зависит от того, выполняется ли работа системой или системой.
Другие типы энергии
Хотя классическая механика классифицирует всю энергию как кинетическую или потенциальную, существуют и другие формы энергии.
К другим формам энергии относятся:
- гравитационная энергия – получающаяся энергия от притяжения двух масс друг к другу.
- электрическая энергия – энергия от статического или движущегося электрического заряда.
- магнитная энергия – энергия от притяжения противоположных магнитных полей, отталкивания одинаковых полей или от связанного электрического поля.
- ядерная энергия – энергия сильного взаимодействия, которое связывает протоны и нейтроны в атомном ядре.
- тепловая энергия – также называется теплотой, это энергия, которую можно измерить как температура. Он отражает кинетическую энергию атомов и молекул.
- химическая энергия – энергия, содержащаяся в химических связях между атомами и молекулой.
- механическая энергия – сумма кинетической и потенциальной энергии.
- лучистая энергия – энергия электромагнитного излучения, в том числе видимого света. и рентгеновские лучи (например).
Объект может обладать как кинетической, так и потенциальной энергией. Например, автомобиль, спускающийся с горы, получает кинетическую энергию от своего движения и потенциальную энергию от своего положения относительно уровня моря. Энергия может переходить из одной формы в другую. Например, удар молнии может преобразовать электрическую энергию в световую, тепловую и звуковую.
Сохранение энергии
Хотя энергия может менять форму, она сохраняется. Другими словами, полная энергия системы является постоянной величиной. Часто это выражается в терминах кинетической (KE) и потенциальной энергии (PE):
KE + PE = Constant
Качающийся маятник – отличный пример. Когда маятник качается, он имеет максимальную потенциальную энергию в верхней части дуги, но нулевую кинетическую энергию. Внизу дуги он не имеет потенциальной энергии, но имеет максимальную кинетическую энергию.