Energia je potrebná na to, aby ľudia a stroje mohli vykonávať určitú prácu. Je to miera kapacity, potrebnej na vykonanie určitej práce.
Energia sa označuje písmenom W.
Jej jednotkou je joule (J), rovnako ako pri práci.
Pozrite sa na príklad na obrázku a zamyslite sa – čo sa stalo s energiou saní a energiou chlapca, keď potiahol sane tak, že sa začali hýbať?
Chlapec ťahal sane. Na sane pôsobil silou a vykonával prácu. Energia chlapca sa zmenšila a energia saní sa zväčšila. Pri rovnomernom pohybe sa vykonaná práca rovná zmene energie saní.
Keďže trecia sila pôsobila na pohybujúce sa sane aj opačným smerom, bola príčinou vykonanej zápornej práce.
Každý objekt, ktorý sa pohybuje má kinetickú energiu. Tá sa môže meniť v dôsledku práce, vykonanej vonkajšími silami.
Napríklad volejbalista pri podaní vykonáva prácu s loptou, a lopta tak získava určitú kinetickú energiu.
Kinetickú energiu vypočítame pomocou rovnice:
Množstvo kinetickej energie závisí od rýchlosti a hmotnosti.
Pozrite si príklady.
V prvom príklade sa kinetická energia zvyšuje kvôli väčšej hmotnosti. Pohybujúce sa auto má väčšiu hmotnosť ako motocykel a má tiež väčšiu kinetickú energiu.
V druhom prípade je rýchlosť motorky vyššia, takže aj kinetická energia je vyššia.
Kinetická energia sa mení, keď sa rýchlosť objektu zmení z počiatočnej rýchlosti na inú rýchlosť.
Ako sa mení kinetická energia lyžiara počas zjazdu na svahu?
a) zvyšuje sa
Aká je kinetická energia cyklistu s hmotnosťou 60 kg, ktorý sa pohybuje rýchlosťou 10 m/s?
b) 3000 J
Na teleso pôsobí sila 100 N počas vzdialenosti 2 m. Akú kinetickú energiu má teleso po skončení pôsobenia sily, ak bolo teleso pôvodne v pokoji a všetka práca sily sa vynaložila na zvýšenie jeho kinetickej energie?
c) 200 J
So zmenou výšky sa mení gravitačná potenciálna energia telesa.
Napríklad pri chôdzi do kopca venujeme časť práce prekonávaniu výškového rozdielu výšky. Táto práca sa rovná zmene potenciálnej energie.
Gravitačná potenciálna energia sa vypočíta pomocou rovnice:
Gravitačná potenciálna energia teda závisí od hmotnosti objektu, gravitačného zrýchlenia a výšky, vzhľadom na východiskový bod.
Na určenie výšky telesa je potrebné zvoliť si východiskový bod. V ňom je gravitačná potenciálna energia nulová.
Pozrite si príklady. Hmotnosť vrtuľníka je vo všetkých prípadoch rovnaká. Keď sa zvýši výška vrtuľníka, zvýši sa aj gravitačná potenciálna energia.
Kniha s hmotnosťou 0,3 kg spadla na zem z dvojmetrovej police.
a) O koľko sa zmenila gravitačná potenciálna energia knihy?
b) 6 J
b) Ktorá energia sa zvýšila počas pádu knihy?
a) kinetická energi
Kinetická, gravitačná a elastická potenciálna energia sú formy mechanickej energie telies. Sú spojené s pôsobením síl a ich zmeny možno pozorovať zvonku.
Napnuté pružné telesá majú zmenený tvar, a po uvoľnení sú schopné vykonávať prácu. Hovoríme, že majú elastickú potenciálnu energiu.
Príklad fotografie: prak
Pružná potenciálna energia telesa sa rovná práci pôsobiacej sily, ktorou sa zmenil tvar telesa. Po uvoľnení sa pružné teleso vráti do svojho pôvodného tvaru.
Energie sa transformujú z jednej formy do druhej.
Príklad: Pohybujúci sa šíp zasiahne terč
Kinetická energia šípu nezmizne, ale sa premení sa na inú formu energie. Tepelná energia šípu aj terča sa zmenila. Obe sa zahriali. No nie sú viditeľné voľným okom.
Podobné premeny energie na vnútornú energiu sú zvyčajne výsledkom vykonanej práce.
Cyklista zabrzdí a zastaví bicykel. Čo sa stane s jeho kinetickou energiou?
b) klesá
V akú formu energie sa premieňa kinetická energia cyklistu počas brzdenia?
c) tepelná energia
