Hvad er formel for energi?

En af universets grundlæggende love er, at energi hverken er skabt eller ødelagt - det ændrer kun former. Derfor eksisterer mange formler for energi. For at forstå, hvordan disse formler er udtryk for det samme, er det vigtigt først at forstå, hvad fysikere mener, når de taler om energi. Det er et begreb baseret på begreberne klassisk fysik som belyset af Sir Isaac Newton.

Formlen for bevægelsesenergi er KE = .5 × m × v ^{2 hvor KE er kinetisk energi i joules , m er masse i kilo og v er hastighed i meter per sekund.}

Force og arbejde

Newtons tre bevægelseslove danner grundlaget for klassisk fysik. Den første lov definerer kraft som den, der bevirker bevægelse, og den anden lov vedrører den kraft, der virker på et objekt mod den acceleration, den gennemgår. Hvis en kraft (F) accelererer et legeme gennem en afstand (d), betyder det en mængde arbejde (W) svarende til kraften multipliceret med afstandstiden en faktor, der står for vinklen mellem dem (θ, det græske bogstav theta ). Som et matematisk udtryk betyder det W = F × d × (cos (θ)). De metriske enheder til kraft er newton, de for afstand er meter og de for arbejde er newton meter eller joules. Energi er kapaciteten til at arbejde, og det udtrykkes også i joules.

Kinetisk og potentiel energi

Et objekt i bevægelse har sin bevægelsesenergi, hvilket svarer til det arbejde, der ville være forpligtet til at bringe det til ro. Dette kaldes dets kinetiske energi, og det afhænger af firkantet af objektets hastighed (v) såvel som halvdelen af ​​dets masse (m). Matematisk udtrykkes dette som E (k) = (.5) × m × v ^{2. Et objekt i ro i Jordens gravitationsfelt besidder potentiel energi på grund af dens højde; hvis det skulle falde frit, ville det få kinetisk energi svarende til denne potentielle energi. Potentiel energi afhænger af objektets masse, dens højde (h) og accelerationen på grund af tyngdekraften (g). Matematisk er dette E (p) = m • h • g.}

Elektrisk energi

Beregningen af ​​energi i elektriske systemer afhænger af strømmen, der strømmer gennem en leder (I) i ampere, såvel som på elektrisk potentiale eller spænding (V), kørsel af strømmen, i volt. Multiplicering af disse to parametre giver strømmen af ​​elektriciteten (P) i watt og multiplicerer P ved det tidspunkt, hvor strømmen strømmer (t) om sekunder, giver mængden af ​​elektrisk energi i systemet, i joules. Det matematiske udtryk for elektrisk energi i et ledende kredsløb er E (e) = P × t = V × I × t. Ifølge dette forhold forlade en 100 watt lightbulb for et minut at udbrede 6000 joules energi. Dette svarer til mængden af ​​kinetisk energi, som en 1 kilo sten ville have, hvis du faldt den fra en højde på 612 meter (ignorerer luftfriktion).

Nogle andre former for energi

The Det lys, vi ser, er et elektromagnetisk fænomen, der har energi i kraft af vibrationer af pakker af bølger kaldet fotoner. Den tyske fysiker Max Planck fastslog, at en fotons energi er proportional med frekvensen (f) med hvilken den vibrerer, og han beregner proportionalitetskonstanten (h), som hedder Plancks konstant til hans ære. Ekspressionen for en fotons energi er således E (p) = h × f. Ifølge Albert Einsteins Relativitetsteori har hver partikelmasse en iboende potentiel energi, der er proportional med partiklens masse og lysets firkant (c). Det relevante udtryk er E (m) = m × c ^{2. Einsteins beregninger blev bekræftet af udviklingen af ​​atombomben.}