Energibegreppet
Energi finns i många former:
- högvärdig
- mekanisk (lägesenregi, rörelseenergi)
- elektrisk
- lågvärdig
- termisk
- atomenergi
Energiprincipen
Den grekisken filosofen Anaxagoras skrev i 500 f.Kr. att:
Nothing arises nor perishes, but already things are combined and then separate again.
Energi kan varken skapas eller försvinna. Energi kan bara omvandlas eller överföras.
Arbete när kraft och väg är lika riktade
När en kraft verkar på ett föremål som rör sig i kraftriktiningen, utför kraften ett arbete på föremålet som är lika med kraften multiplicerad med vägen:
Arbete=kraft * väg, eller W=F*s
Enheten för arbete är newtonmeter som är ekivalent med enheten joule, där
J 
Arbete generellt
När en konstant kraft F verkar på ett föremål som rör sig, utför kraften ett arbete som är lika med kraften multiplicerad med vägen s multiplicerad med cosinus för vinkeln Φ mellan kraften och vägen,
W=F*s*cosΦ
Notera: arbete betyder förändringen i energi. Om ett föremål har den samma totala energi förr och efter en visst verk, det betyder att där finns inget arbete gjort.
Ex: du bär en 100N tyngd ryggsäck 150m längs en (helt) horisontell väg. Eftersom ryggsäcken har den samma totala energi (W=Wp+Wk där Wp=100N*höjd>0, Wk=0) förr och efter din rörelse, utför du ett arbete på ryggsäck som är lika med noll joule.
Om vägen är inte helt horisontell men i stället måste du uppstiga 1 meter mer än det som var i början, då kommer ryggsäcken att öka sin potentiell energi med 100J (Wp=100N*1m=100J). Dvs. det finns en energi förändring inom ryggsäcken totala energi. Varifrån kommer den där extra-energi? Du är den som utför ett arbete så att ryggsäcken är nu 1m högre än det som var innan, dvs. du utför ett arbete på ryggsäck som är lika med förändringen i sin totala energi.
Dessutom, försvinner inte denna energi från det hela systemet/världen/universum, du endast överförar denna från dig till din ryggsäcken. Så enkelt är det!
Effekt
Effekt defineras som arbete dividerat med tid:
Effekt=
eller P=
Effekten säger oss hur snabbt arbetet blir gjort. Enheten för effekt är watt, W. En watt är lika med en joule per sekund:
En annan gammal enhet för effekt är hästkraft (hk). En hästkraft är effekten när en häst drar upp en massa m=75kg med hastighet v=1
:
Kinetisk energi
Ett föremål som rör sig har en kinetisk/rörelse energi som är lika med det arbete som behövs för att sätta föremålet i rörelse.
Ett föremål med massan m och hastigheten v har den kinetiska energin Wk:
Potentiell energi
Ett föremål med massan m som är på en höjd h över en fritt vald nollnivå, har en potentiell/lägesenergi energi Wp som är:
Wp=mgh, där g=tyngdaccelerationen på platsen.
Mekanisk energi
Summan av kinetisk och potentiell energi kallas mekanisk energi:
W=Wk+Wp
Verkningsgrad
Effektiviteten hos en maskin kan uttrykas som en kvot mellan den nyttiga och den tillförda energin. Denna effektivitet kallas verkningsgrad (η):
η=
Friktion
Friktionens riktning
När ett föremål glider på ett underlag, verkar friktionen bakåt i en riktning motsatt rörelseriktningen.
Glidfriktion
Fμ är friktionskraften på ett föremål som glider mot underlaget. Friktionstalet μ är då lika med förhållandet mellan friktionskraften Fμ och normalkraften FN från underlaget,
μ=
, dvs. friktionskraften Fμ=μ*FN
Vilofriktion
Vilofriktion är friktionskraften på ett föremål i vila.
Friktionsarbete
Glidfriktionen verkar alltid mot rörelsen och utför ett arbete på föremålet,
Wμ=Fμ*s
Friktionsarbete leder alltid till att mekanisk energi omvandlas till andra energiformer. Detta leder till att den mekaniska energi minskar.
Luftmotstånd
Luftmotståndet Fluft är ungefär:
Fluft=kv2, där k är en konstant.
Om du tror att det artikel har hjälpt dig då, snälla du, gradera den här med en till fem stjärnor så att jag ska veta att du bryr om vad jag skriver.
Eugen Mihailescu
Latest posts by Eugen Mihailescu (see all)
- Dual monitor setup in Xfce - January 9, 2019
- Gentoo AMD Ryzen stabilizator - April 29, 2018
- Symfony Compile Error Failed opening required Proxies - January 22, 2018