우주의 기본 법칙 중 하나는 에너지가 생성되거나 파괴되지 않고 형태 만 변경된다는 것입니다. 결과적으로 에너지에 대한 많은 공식이 존재합니다. 이 공식이 어떻게 같은 표현인지 이해하려면 먼저 물리학 자들이 에너지에 대해 이야기 할 때 의미하는 바를 이해하는 것이 중요합니다. 이것은 Isaac Newton 경이 밝힌 바와 같이 고전 물리학 개념에 뿌리를 둔 개념입니다.
운동 에너지의 공식은 다음과 같습니다.
KE = 0.5 \ times m \ times v ^ 2
여기서 KE는 운동 에너지 (줄), m은 질량 (kg), v는 속도 (미터 / 초)입니다.
힘과 일
뉴턴의 세 가지 운동 법칙은 고전 물리학의 기초를 형성합니다. 첫 번째 법칙은 힘을 운동을 일으키는 것으로 정의하고 두 번째 법칙은 물체에 작용하는 힘을 물체가받는 가속도와 관련시킵니다. 힘 (F)이 거리 (d)를 통해 신체를 가속하면 힘과 동일한 양의 일 (W)을 수행합니다. 거리 곱하기 그들 사이의 각도를 설명하는 요소 (θ, 그리스 문자 세타). 수학적 표현으로서 이것은 다음을 의미합니다.
W = Fd \ cos {\ theta}
힘의 미터법 단위는 뉴턴이고, 거리의 단위는 미터이며, 작업의 단위는 뉴턴 미터 또는 줄입니다. 에너지는 일을 할 수있는 능력이며 줄로도 표현됩니다.
운동 및 잠재적 에너지
움직이는 물체는 그것을 쉬게하는 데 필요한 일과 같은 움직임의 에너지를 가지고 있습니다. 이를 운동 에너지라고하며, 물체 속도 (v)의 제곱과 질량 (m)의 절반에 따라 달라집니다. 지구의 중력장에있는 물체는 고도로 인해 위치 에너지를 소유합니다. 자유롭게 떨어지면이 위치 에너지와 동일한 운동 에너지를 얻게됩니다. 잠재 에너지는 물체의 질량, 높이 (h) 및 중력으로 인한 가속도 (g)에 따라 달라집니다. 수학적으로 이것은 다음과 같습니다.
PE = mgh
전기 에너지
전기 시스템의 에너지 계산은 전기 시스템을 통해 흐르는 전류의 양에 따라 달라집니다. 도체 (I)는 전류를 구동하는 전류를 구동하는 전위 또는 전압 (V)뿐만 아니라 암페어 단위 볼트. 이 두 매개 변수를 곱하면 전력 (P)의 전력 (와트)이 제공되고 P에 시간을 곱합니다. 전기가 흐르는 동안 (t) 초 단위로 시스템의 전기 에너지 양을 제공합니다. 줄. 전도 회로의 전기 에너지에 대한 수학적 표현은 다음과 같습니다.
E_e = Pt = VIt
이 관계에 따르면 100 와트 전구를 1 분 동안 태우면 6,000 줄의 에너지가 소비됩니다. 이것은 1 킬로그램 암석을 612 미터 높이에서 떨어 뜨렸을 때 (공기 마찰 무시) 운동 에너지의 양과 동일합니다.
다른 형태의 에너지
우리가 보는 빛은 광자라고 불리는 파동 패킷의 진동에 의해 에너지를 갖는 전자기 현상입니다. 독일의 물리학 자 막스 플랑크는 광자의 에너지가 주파수 (f)에 비례한다고 결정했습니다. 그것은 진동하고 그는 비례 상수 (h)를 계산했습니다. 명예. 따라서 광자의 에너지에 대한 표현은 다음과 같습니다.
E_p = hf
Albert Einstein의 상대성 이론에 따르면, 물질의 각 입자는 입자의 질량과 빛의 속도의 제곱에 비례하는 고유 한 위치 에너지를 가지고 있습니다 (c). 관련 표현은 다음과 같습니다.
E_m = mc ^ 2
아인슈타인의 계산은 원자 폭탄의 개발로 확증되었습니다.