انواع انرژی

١) انرژی پتانسیل : انرژی ذخیره شده در اجسام را انرژی پتانسیل می گویند.

وقتی فنری كشیده یا فشرده می شود و یا وزنه ای از سقف آویزان می شود دارای انرژی ذخیره شده است.

این انرژی به صورت های مختلف در مواد ذخیره می شود، بنابراین انرژی پتانسیل انواع گوناگونی دارد.

الف) انرژی پتانسیل گرانشی: شخصی كه روی پله نردبانی ایستاده است. جسمی كه بر روی طاقچه قرار دارد. سنگی كه بالای كوه قرار دارد. همه دارای انرژی ذخیره شده هستند.

این نوع انرژی كه جسم فقط به علت ارتفاعش از سطح زمین دارد، انرژی پتانسیل گرانشی نام دارد.

یكای اندازه گیری انرژی پتانسیل گرانشی( U ) ، ژول ( j) می باشد.

عوامل موثر بر انرژی پتانسیل گرانشی:

١) جرم جسم(m) یكای اندازه گیری: كیلوگرم (kg)

هرچه جرم جسم بیش تر باشد، انرژی بیش تری در جسم ذخیره می شود.

٢) ارتفاع جسم از سطح زمین (h) یكای اندازه گیری: متر(m)

هرچه ارتفاع جسم از سطح زمین بیشتر باشد، انرژی پتانسیل گرانشی نیز بیشتر خواهد بود.

٣) شتاب گرانش زمین (g) یكای اندازه گیری: متر بر مجذوز ثانیه (m/s² )

شتاب گرانشی بر روی سطح زمین معادل ١٠ متر بر مجذور ثانیه است.

(در فصل بعد - نیرو - با این مفهوم بیشتر آشنا خواهید شد.)

انرژی پتانسیل گرانشی به روش زیر محاسبه می شود:

ب)انرژی پتانسیل كشسانی: اگر فنری را كشیده یا فشرده كنیم مقداری انرژی در فنر ذخیره می شود.

هر چه فنر بیشتر كشیده یا فشرده شود ، انرژی ذخیره شده در آن بیشتر است.

انرژی ذخیره شده در فنر را انرژی پتانسیل كشسانی می گویند.

ج) انرژی پتانسیل الكتریكی: انرژی ذخیره شده در بارهای الكتریكی را می گویند.

با این انرژی در سال های آینده به طور كامل آشنا خواهد شد.

٢) انرژی جنبشی: انرژی كه جسم به علت حركت خود دارد، انرژی جنبشی گفته می شود.

باد، آب جاری، اتومبیل در حال حركت، پرنده ی در حال پرواز و ... دارای انرژی جنبشی هستند.

عوامل موثر بر انرژی جنبشی:

الف) جرم جسم(m) یكای اندازه گیری : كیلو گرم(kg)

هرچه جرم جسم متحرك بیشتر باشد، انرژی جنبشی آن نیز بیشتر است.

ب) مجذور سرعت یكای اندازه گیری: (متر بر ثانیه)

هرچه جسم با سرعت بیشتری حركت كند، انرژی جنبشی آن بیشتر خواهد بود.

انرژی جنبشی (k) را به روش زیر می توان محاسبه كرد:  

انرژی گرمایی ، نورانی و الكتریكی از نوع جنبشی و انرژی شیمیایی و هسته ای از نوع پتانسیل هستند.

انرژی مكانیكی هم به شكل انرژی جنبشی و هم به شكل انرژی ذخیره شده (پتانسیل ) می تواند باشد.

تبدیل انرژی:

در شرایط مناسب انرژی را می توان از یك صورت به صورت دیگر یا از یك نوع به نوع دیگر تبدیل كرد.

چند مثال برای تبدیل انرژی:  

به طور مثال انرژی موجود در مواد غذایی ، انرژی شیمیایی است.

گیاهان سبز با استفاده از انرژی نورانی خورشید عمل فتوسنتز (غذاسازی) را انجام می دهند. در این عمل انرژی نورانی خورشید به انرژی شیمیایی تبدیل می شود. این انرژی در گیاهان ذخیره می شود . با خوردن این گیاهان و یا حیواناتی كه از این گیاهان تغذیه كرده اند، این انرژی به بدن ما منتقل می شود. در هنگام فعالیت های روزمره این انرژی آزاد شده و به صورت های مختلفی به خصوص گرما و مكانیكی تبدیل می شود.

پایستگی انرژی :

قانون پایستگی انرژی بیان می كند كه

بلكه از صورتی به صورت دیگر یا از نوعی به نوع دیگر تبدیل می شود. معمولا وقتی می خواهیم یك صورت انرژی را به صورت دیگر تبدیل كنیم، مقداری از انرژی اولیه به صورت های دیگری كه مورد نظر ما نیست تبدیل می شود.

مثال ١:

یك ماشین اسباب بازی را در نظر بگیرید كه به طور كامل كوك شده است اگر آنر ا رها كنید. انرژی پتانسیل كشسانی آن آزاد شده و به انرژی جنبشی مكانیكی تبدیل می شود ولی بعد از توقف اسباب بازی چرخ های آن نیز گرم شده است. یعنی بخشی از انرژی پتانسیل به انرژی گرمایی نیز تبدیل شده است.

این انرژی گرمایی در اثر اصطكاك چرخ ها با زمین و اصطكاك مولكول های هوا با بدنه اسباب بازی به وجود آمده است.

مثال ٢:

وقتی یك خودرو حركت می كند . انرژی شیمیایی ذخیره شده در بنزین به انرژی مكانیكی (حركتی) تبدیل می شود، اما بخشی از این انرژی به گرما تبدیل می شود به همین دلیل و قتی خودرو را روشن می كنیم، پس از مدتی موتور آن داغ می شود.

می دانیم منبع اصلی تمام انرژی ها، خورشید است.

در مثال ١ ، انرژی موجود در اسباب بازی چگونه از خورشید تأمین می شود؟  

پایگاه المپیاد علوم

مرکز یادگیری سایت تبیان - تجمیع و تنظیم: نوربخش