Enerģija, spēks, izturība un darbs ir jēdzieni, kas ir pilnībā saistīti, un ir ļoti klāt daudzās no aktivitātēm, ko cilvēki dara katru dienu.
Enerģija (E) tiek definēta kā ķermeņa spēja veikt darbu. Viss, kas notiek Visumā, izmanto enerģiju, kas tiek pārveidota citos enerģijas veidos.
Darbs (W) ir spēks ( F ), ko pieliek ķermenim, lai radītu pārvietojumu tajā pašā virzienā, kur spēks. Spēks ir enerģijas pārnešanas vai zaudēšanas darbība. Jauda (P) ir darba apjoms, ko ķermenis veic noteiktā laika intervālā.
Kāda ir enerģijas, spēka, spēka un darba jēdzienu lietošana ikdienā?
Enerģija
Viena no enerģijas formām, kas pastāv ikdienas dzīvē, ir elektriskā enerģija. Šāda veida enerģija parasti nāk no spēkstacijām, kuras pārvada elektrību caur lieliem elektrības vadu tīkliem.
Elektrostacijas ir ražošanas iekārtas, kuru pamatā ir mehāniskās enerģijas pārveidošana elektriskajā enerģijā, izmantojot fosilo kurināmo, piemēram, eļļu, vai izmantojot citus enerģijas avotus, piemēram, vēju vai hidraulisko enerģiju.
Tiklīdz elektriskā enerģija nonāk rūpnīcās, uzņēmumos, mājās vai galalietotājā, izmantojot elektriskās ierīces, tā tiek pārveidota par cita veida enerģiju.
Piemēram, elektriskais gludeklis pārveido elektrību siltumenerģijā, spuldzes pārveido enerģiju gaismā, blenderi un veļas mazgājamās mašīnas mehāniskajā enerģijā. Tāpat dzelzceļa sistēmai piegādātā elektrība nodrošina kustību vilcienos, kas tiek pārveidota kinētiskajā enerģijā.
Elektroenerģijas pārvades līnijas.
Automašīnā esošā enerģija rodas, sadedzinot degvielu, piemēram, benzīnu vai gāzi, lai to pārveidotu mehāniskajā enerģijā. Mēģinot bremzēt automašīnu, lai to palēninātu vai apturētu, tās kinētiskā enerģija tiek pārveidota par siltumenerģiju, kuru bremžu sistēmas elementi izkliedē vidē.
Būdami dzīvi organismi, cilvēki pārtērētās enerģijas enerģiju pārvērš kaloriju vai ķīmiskajā enerģijā, kas tiek uzkrāta ķermeņa audu taukos. Veicot fiziskus vingrinājumus vai nodarbojoties ar sportu, cilvēks sadedzina kalorijas vai ķermeņa taukus, ietekmējot svaru, muskuļu masu un sniegumu.
Jauda
Jaudas jēdziens pastāv, analizējot to mašīnu darbību, kuras lielākoties ir paredzētas darbu veikšanai uz ķermeņiem. Mašīnām ir raksturīgs jaudas koeficients, kas norāda enerģijas pārnesi uz laika vienību.
Automašīnas motora jauda ir atkarīga no cilindra tilpuma. Automašīnai ar lielu cilindra tilpumu ir vairāk jaudas, tā sasniedz lielu ātrumu un patērē daudz enerģijas.
Transportlīdzekļu jaudu mēra zirgspēkos (HP). Jaudu izsaka vatos (W) vai kilovatos (KW) elektromotoros mazgātājos, žāvētājos, maisītājos vai maisītājos.
Zirgspēka, spēka vienības definīcija
Sportisti ir ļoti ieinteresēti uzlabot savu varu ikdienas apmācības darbību izpildē. Spēka treniņš sastāv no tādas pašas slodzes pielietošanas vingrinājumu veikšanas ar lielāku pārvietošanas spēku, iespējami īsā laikā.
Tas ir, apmācība sastāv no slodzes pielietošanas spēka uzlabošanas, lai uzlabotu kustības ātrumu, un līdz ar to tiek uzlabota jauda.
Spēks
Cilvēks katru dienu izjūt spēku iedarbību. Piemēram, piepūle, paceļot sporta zālē 2 kilogramus smagu svaru, ir aptuveni 20 ņūtoni, pretēji gravitācijas spēkam.
Stumjot ļoti smagu priekšmetu vai skrienot pa sliežu ceļu, tiek izmantoti visi muskuļi un kauli, lai sasniegtu objekta pārvietojumu vai sasniegtu lielu ātrumu.
Lai vadītu automašīnu vai apturētu to, jāpieliek spēks. Izmantojot blenderi vai veļas mašīnu, notiek apļveida kustība, kas palīdz sasmalcināt ēdienu vai noņemt netīrumus no drēbēm. Šī kustība ir saistīta ar centripetālo spēku, ko nodrošina motors.
Spēki, kas atrodas ikdienas dzīvē, var pārvietot objektus, apturēt tos vai turēt miera stāvoklī. Šīs ietekmes skaidrojums ir atrodams Ņūtona kustības likumos.
Piemērošanas piemērs ir gadījumi, kad futbolists sit bumbu, lai tas paātrinātu un lidotu vertikāli. Bumba sasniedz noteiktu augstumu, kas būs atkarīgs no pielietotā spēka. Smaguma spēks palēnina bumbiņu un tā ripo atpakaļ. Nokrītot zemē, tas vairākas reizes atlec elastīgā spēka dēļ, ko rada materiāls, no kura tas ir izgatavots.
Visbeidzot bumba ripo uz zemes, līdz tā apstājas berzes spēka iedarbības dēļ, kas tiek iedarbināts starp virsmu un bumbiņu, atņemot kinētisko enerģiju.
Spēki, kas to uztur miera stāvoklī, ir gravitācijas spēks un spēks, kas to notur pie zemes. Šie divi spēki tiek izlīdzināti, un bumba paliek miera stāvoklī, līdz tam atkal tiek pielikts jauns spēks, kuru pieliek futbolists.
Ījabs
Ikdienas dzīvē termins “darbs” nozīmē veikt kādas darbības, kas rada monetāru labumu. Fizikā darbam ir cita nozīme. Darbs tiek veikts katru reizi, kad pieliktais spēks izraisa pārvietojumu.
Lielāka spēka pielietošanai vajadzētu radīt vairāk darba. Tāpat, pieliekot vienu un to pašu spēku no lielāka attāluma, jādara vairāk darba.
Darba piemērs ikdienas dzīvē ir, kad grāmata tiek pacelta no grīdas. Šajā gadījumā darbs tiek veikts, jo, lai panāktu pārvietojumu tajā pašā virzienā, tiek pielikts vertikāls spēks.
Ja tas tiek pārvietots uz lielāku augstumu, padarītais darbs ir lielāks, jo notiek lielāka enerģijas pārnešana, bet, ja grāmatu atdod atpakaļ tajā pašā sākuma punktā, tiek veikts negatīvs darbs, kā rezultātā tiek zaudēta enerģija.
Kad automašīna tiek stumta horizontāli no atpūtas stāvokļa, tiek veikts darbs, jo spiediens tiek veikts tajā pašā braukšanas virzienā kā automašīna.
Automašīnas stumšana augšup pa kalna nogāzi darbojas arī ar tā spēka sastāvdaļu, kas pretojas gravitācijas spēkam.
Atsauces
- Alonso, M un Finn, E. Fizika. Meksika: Addison Wesley Longman, 1999. III sējums.
- Dola, G, Duffy, M un Percival, A. Fizika. Spānija: Heinemann, 2003.
- Kittel, C, Knight, WD un Ruderman, M A. Mechanics. ASV: Mc Graw Hill, 1973, I sējums.
- Walker, J, Halliday, D un Resnick, R. Fizikas pamati. ASV: Vileijs, 2014. gads.
- Hewitt, D E. Inženierzinātnes II. Ņujorka: Makmilana tehniķu sērija, 1978. gads.