Energija je nujno potrebna, da ljudje in stroji opravljajo določeno delo. Rečemo, da je energija neke vrste zaloga za opravljanje dela.
Energijo označimo s črko W. Ima isto enoto kot delo, joule (J).
Oglej si primer na sliki in razmisli. Kaj se je zgodilo z energijo sani in energijo dečka, ko je ta potegnil sani tako, da so se začele premikati?
Deček je vlekel sani. Na sani je deloval s silo in opravil delo. Dečku se je energija zmanjšala, sanem pa se je energija povečala. Pri enakomernem gibanju je prejeto delo enako spremembi energije sani.
Ker je na gibajoče sani v nasprotni smeri delovala tudi sila trenja, je ta bila vzrok za opravljanje negativnega dela.
Kinetično energijo ima vsako gibajoče se telo. Lahko se spremeni zaradi dela, ki ga nanj opravijo zunanje sile.
Kinetično energijo izračunamo po enačbi:
Velikost kinetične energije je odvisna od hitrosti in mase.
Oglej si primere.
Avto ima večjo maso kot motorno kolo. Ko se gibljeta z enako hitrostjo, ima avto večjo kinetično energijo.
V tem primeru se poveča hitrost motornega kolesa, zato ima tudi večjo kinetično energijo.
O spremembi kinetične energije govorimo, če se telesu hitrost spremeni iz začetne na neko drugo hitrost.
Kako se spreminja kinetična energija smučarja, ko se spusti po smučišču?
a) Se povečuje.
Kolikšna je kinetična energija kolesarja z maso 60 kg, ki se giblje s hitrostjo 10 m/s?
b) 3000 J
Na telo deluje sila 100 N na poti 2 m. Kolikšno kinetično energijo ima telo po prenehanju delovanja sile, če je v začetku mirovalo in gre vse delo sile v povečanje njegove kinetične energije?
c) 200 J
S spremembo višine se telesu spremeni potencialna energija.
Na primer pri hoji v klanec del dela, ki ga opravimo, porabimo za premagovanje višinske razlike. To delo je enako spremembi potencialne energije.
Potencialno energijo izračunamo po enačbi:
Potencialna energija je torej odvisna od mase telesa, gravitacijskega pospeška in višine glede na izhodiščno višino telesa.
Pri določanju višine telesa je potrebno izbrati izhodiščno točko. Tam je potencialna energija enaka nič.
Oglej si primere. Masa helikopterja je v vseh primerih enaka. Ko je helikopter višje, ima večjo potencialno energijo.
Z 2 metra visoke knjižne police je na tla padla knjiga z maso 0,3 kg.
a) Za koliko ima knjiga zdaj manjšo potencialno energijo?
b) 6 J
b) Katera energija se je knjigi med padanjem večala?
a) Kinetična energija
Kinetična, potencialna in prožnostna energija so oblike mehanske energije teles. Povezane so z delovanjem sil in pri njih na zunaj opazimo spremembe.
Napeta prožna telesa imajo spremenjeno obliko in so zmožna ob sprostitvi opravljati delo. Pravimo, da imajo prožnostno energijo.
Napeta frača ima prožnostno energijo.
Prožnostna energija telesa je enaka delu sile, s katero smo telesu spremenili obliko. Po sprostitvi se prožno telo vrne v prvotno obliko.
Energije se pretvarjajo iz ene oblike v drugo.
Gibajoča puščica se zapiči v tarčo.
Kinetična energija puščice ni izginila, ampak se je pretvorila v drugo obliko energije. Puščici in tarči se je spremenila notranja energija. Obe sta se segreli. To ni opazno z očesom.
Podobne pretvorbe energij v notranjo energijo so ponavadi posledica dovajanja dela.
Kolesar stisne zavore in ustavi kolo.
Kako se spreminja njegova kinetična energija med ustavljanjem?
b) Se zmanjšuje.
V katero obliko se pretvarja kinetična energija med zaviranjem?
c) V notranjo energijo.
Potencialna energija, kinetična energija, prožnostna energija, notranja energija.
