Kandungan
Salah satu undang-undang asas alam semesta ialah tenaga tidak dicipta dan dimusnahkan - ia hanya mengubah bentuk. Oleh itu, banyak formula untuk tenaga wujud. Untuk memahami bagaimana formula-formula ini adalah ungkapan-ungkapan yang sama, penting untuk terlebih dahulu memahami apa yang difokuskan oleh ahli fizik apabila mereka bercakap tentang tenaga. Tuntutannya berakar pada konsep fizik klasik seperti yang dijelaskan oleh Sir Isaac Newton.
Rumus untuk tenaga gerakan ialah KE = .5 × m × v2 di mana KE adalah tenaga kinetik dalam joules, m ialah jisim dalam kilogram dan v adalah halaju dalam meter sesaat.
Pasukan dan Kerja
Newtons tiga undang-undang gerakan membentuk asas untuk fizik klasik. Undang-undang pertama mentakrifkan daya sebagai yang menyebabkan gerakan, dan undang-undang kedua menghubungkan daya yang bertindak pada objek dengan pecutan yang ia alami. Sekiranya daya (F) mempercepatkan badan melalui jarak (d), ia melakukan sejumlah kerja (W) bersamaan dengan daya yang didarabkan oleh masa jarak faktor yang menyumbang sudut antara mereka (θ, huruf Yunani theta ). Sebagai ungkapan matematik, ini bermakna W = F × d × (cos (θ)). Unit-unit metrik untuk daya adalah newtons, yang untuk jarak adalah meter dan yang untuk kerja adalah newton-meter, atau joules. Tenaga adalah keupayaan untuk melakukan kerja, dan ia juga dinyatakan dalam joule.
Tenaga Kinetik dan Potensi
Objek yang bergerak mempunyai tenaga pergerakan, yang bersamaan dengan kerja yang diperlukan untuk membawanya untuk berehat. Ini dipanggil tenaga kinetiknya, dan ia bergantung kepada segi empat halaju objek (v) serta separuh daripada jisimnya (m). Matematik, ini dinyatakan sebagai E (k) = (.5) × m × v2. Objek yang terletak di medan graviti Bumi mempunyai potensi tenaga berdasarkan ketinggiannya; jika ia jatuh secara bebas, ia akan mendapat tenaga kinetik yang sama dengan tenaga berpotensi ini. Tenaga potensi bergantung kepada objek jisim, ketinggian (h) dan pecutan disebabkan oleh graviti (g). Matematik, ini ialah E (p) = m • h • g.
Tenaga elektrik
Pengiraan tenaga dalam sistem elektrik bergantung pada jumlah arus mengalir melalui konduktor (I) di amperes, serta potensi elektrik, atau voltan (V), memandu arus, dalam volt. Mengalikan dua parameter ini memberikan kuasa elektrik (P) dalam watt, dan mengalikan P pada masa di mana aliran elektrik (t) dalam detik memberi jumlah tenaga elektrik dalam sistem, dalam joules. Ekspresi matematik untuk tenaga elektrik dalam litar yang mengendalikan ialah E (e) = P × t = V × I × t. Mengikut hubungan ini, meninggalkan pembakaran cahaya 100 watt selama satu minit menghabiskan 6,000 joules tenaga. Ini bersamaan dengan jumlah tenaga kinetik batu 1-kilogram jika anda jatuh dari ketinggian 612 meter (mengabaikan geseran udara).
Beberapa Lain Tenaga Tenaga
Cahaya yang kita lihat adalah fenomena elektromagnetik yang mempunyai tenaga berdasarkan getaran paket gelombang yang dipanggil foton. Ahli fizik Jerman Max Planck menentukan bahawa tenaga foton adalah berkadar frekuensi (f) yang mana ia bergetar, dan dia mengira pemalar kekompadan (h), yang dipanggil Plancks tetap dalam penghormatannya. Ungkapan untuk tenaga foton adalah demikian E (p) = h × f. Menurut Albert Einsteins Teori Relativiti, setiap zarah benda mempunyai potensi tenaga yang berkadar dengan jisim zarah dan kuadrat kelajuan cahaya (c). Ungkapan yang berkaitan ialah E (m) = m × c2. Pengiraan Einsteins telah disokong oleh perkembangan bom atom.