Deși există mai multe tipuri de energie, oamenii de știință le pot grupa în două categorii principale: energie kinetică și energie potențială. Iată o privire la formele de energie, cu exemple de fiecare tip.
Energie kinetică
Energia cinetică este energia mișcării. Atomii și componentele lor sunt în mișcare, deci toată materia posedă energie cinetică. La o scară mai mare, orice obiect în mișcare are energie cinetică.
O formulă comună pentru energia cinetică este pentru o masă în mișcare:
KE = 1/2 mv2
KE este energie cinetică, m este masă, iar v este viteză. O unitate tipică pentru energia cinetică este joula.
Energie potențială
Energia potențială este energia care materia câștigă din dispunerea sau poziția sa. Obiectul are „potențialul” de a lucra. Exemple de energie potențială includ o sanie în vârful unui deal sau un pendul în vârful leagănului său.
Una dintre cele mai comune ecuații pentru energia potențială poate fi utilizată pentru a determina energia unui obiect în raport cu înălțimea sa de deasupra unei baze:
E = mgh
PE este energie potențială, m este masă, g este accelerație datorită gravitației, iar h este înălțime. O unitate comună de energie potențială este joula (J). Deoarece energia potențială reflectă poziția unui obiect, aceasta poate avea un semn negativ. Indiferent dacă este pozitiv sau negativ, depinde dacă se lucrează de sistemul sau pe sistemul.
Alte tipuri de energie
În timp ce mecanica clasică clasifică toată energia drept cinetică sau potențială, există și alte forme de energie.
Alte forme de energie includ:
- energia gravitațională - energia rezultată din atragerea a două mase între ele.
- energie electrica - energie de la o încărcare electrică statică sau în mișcare
- energia magnetică - energie din atracția câmpurilor magnetice opuse, repulsia câmpurilor similare sau dintr-un câmp electric asociat.
- energie nucleară - energie din forța puternică care leagă protonii și neutronii într-un nucleu atomic.
- energie termală - numită și căldură, aceasta este energia care poate fi măsurată ca temperatură. Ea reflectă energia cinetică a atomilor și moleculelor.
- energie chimica - energia conținută în legăturile chimice dintre atomi și moleculă.
- energie mecanică - suma energiei cinetice și potențiale.
- energie radianta - energia provenită din radiațiile electromagnetice, inclusiv lumina vizibilă și razele X (de exemplu).
Un obiect poate avea energie cinetică și potențială. De exemplu, o mașină care coboară pe un munte are energie cinetică din mișcarea sa și energia potențială din poziția sa în raport cu nivelul mării. Energia se poate schimba de la o formă la alta. De exemplu, un fulger poate converti energia electrică în energie lumină, energie termică și energie sonoră.
Conservarea Energiei
În timp ce energia își poate schimba formele, aceasta este conservată. Cu alte cuvinte, energia totală a unui sistem este o valoare constantă. Acest lucru este adesea scris în termeni de energie cinetică (KE) și energie potențială (PE):
KE + PE = constantă
Un pendul în mișcare este un exemplu excelent. Pe măsură ce un pendul se leagănă, are energia maximă potențială în vârful arcului, dar cu energie cinetică zero. În partea de jos a arcului, nu are energie potențială, dar totuși energie cinetică maximă.