에너지 공식은 무엇입니까?

콘텐츠

• 힘과 일
• 운동 및 잠재적 에너지
• 전기 에너지
• 다른 형태의 에너지

우주의 기본 법칙 중 하나는 에너지가 생성되거나 파괴되지 않으며 단지 형태 만 변한다는 것입니다. 결과적으로 에너지에 대한 많은 공식이 존재합니다. 이 공식들이 어떻게 같은 표현인지 이해하려면 물리학 자들이 에너지에 대해 이야기 할 때의 의미를 먼저 이해하는 것이 중요합니다. 아이작 뉴턴 경이 설명한 고전 물리학의 개념에 뿌리를 둔 개념입니다.

운동 에너지의 공식은 KE = .5 × m × v입니다.² 여기서 KE는 줄 단위의 운동 에너지, m은 킬로그램 단위의 질량, v는 초당 미터 단위의 속도입니다.

힘과 일

뉴턴의 3 가지 운동 법칙은 고전 물리학의 기초를 형성합니다. 첫 번째 법칙은 움직임을 일으키는 힘으로 정의하고, 두 번째 법칙은 물체에 작용하는 힘을 가속도와 관련시킵니다. 힘 (F)이 거리 (d)를 통해 몸을 가속하는 경우, 거리와 곱하기 각도 (θ, 그리스 문자 세타)를 곱한 힘과 같은 작용량 (W)을 수행합니다. ). 수학적 표현으로서 이것은 W = F × d × (cos (θ))를 의미합니다. 힘에 대한 미터법 단위는 뉴턴이고, 거리에 대한 미터법은 미터이며, 작업에 대한 미터법은 뉴턴 미터 또는 줄입니다. 에너지는 작업을 수행하는 능력이며 줄 단위로 표시됩니다.

운동 및 잠재적 에너지

운동하는 물체는 운동 에너지를 가지고 있으며, 이는 휴식을 가져 오는 데 필요한 작업과 같습니다. 이를 운동 에너지라고하며 물체의 제곱 속도 (v)와 질량의 절반 (m)에 따라 달라집니다. 수학적으로 이것은 E (k) = (.5) × m × v로 표현됩니다.². 지구 중력장에서 정지 해있는 물체는 그것의 고도로 인해 잠재적 에너지를 보유한다. 자유롭게 떨어지면이 잠재적 에너지와 같은 운동 에너지를 얻게됩니다. 잠재적 에너지는 물체의 질량, 높이 (h) 및 중력으로 인한 가속도 (g)에 따라 달라집니다. 수학적으로 이것은 E (p) = m • h • g입니다.

전기 에너지

전기 시스템의 에너지 계산은 전류를 볼트 단위로 구동하는 전위 또는 전압 (V)뿐만 아니라 도체 (I)를 통해 암페어로 흐르는 전류의 양에 달려 있습니다. 이 두 매개 변수를 곱하면 전력 (P)의 전력이 와트로 제공되고, 전력 (t)이 초 단위로 흐르는 시간에 P를 곱하면 시스템의 전기 에너지 량이 줄 단위로 표시됩니다. 전도성 회로에서 전기 에너지에 대한 수학적 표현은 E (e) = P × t = V × I × t입니다. 이 관계에 따르면 1 분 동안 100 와트의 전구를 태우면 6,000 줄의 에너지가 소비됩니다. 이것은 1 킬로그램의 암석을 612 미터 높이에서 떨어 뜨린 경우 (공기 마찰 무시) 운동 에너지의 양과 같습니다.

다른 형태의 에너지

우리가 보는 빛은 광 자라 불리는 파동의 진동으로 인해 에너지가있는 전자기 현상입니다. 독일 물리학자인 Max Planck은 광자의 에너지가 진동하는 주파수 (f)에 비례한다고 판단하고 비례 상수 (h)를 계산했습니다. 따라서 광자의 에너지에 대한 표현은 E (p) = hxf입니다. 알버트 아인슈타인의 상대성 이론에 따르면, 각 물질 입자는 입자 질량과 빛의 속도의 제곱에 비례하는 고유의 잠재적 에너지를 가지고 있습니다 (c). 관련 표현은 E (m) = m × c입니다.². 아인슈타인의 계산은 원자 폭탄의 개발로 확증되었습니다.