אנרגיה, כוח, כוח העבודה הם מושגים קשורים זה בזה לחלוטין ומאוד נוכח פעולות רבות שאנשים עושים כל יום.
אנרגיה (E) מוגדרת כיכולת של הגוף לבצע עבודה. כל מה שקורה ביקום משתמש באנרגיה שהופכת לצורות אנרגיה אחרות.
עבודה (W) היא הכוח ( F ) המופעל על גוף לייצור תזוזה באותו כיוון כמו הכוח. כוח הוא פעולה של העברת או אובדן אנרגיה. כוח (P) הוא כמות העבודה שעושה הגוף בפרק זמן.
איזה יישום יש למושגים של אנרגיה, כוח, כוח ועבודה בחיי היומיום?
אֵנֶרְגִיָה
אחת מצורות האנרגיה הקיימות בחיי היומיום היא אנרגיה חשמלית. אנרגיה מסוג זה מגיעה בדרך כלל מתחנות כוח המעבירות חשמל דרך רשתות חיווט חשמליות גדולות.
תחנות כוח הן מפעלי דור המתבססים על הפיכת אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית, באמצעות דלקים מאובנים כמו נפט, או באמצעות מקורות אנרגיה אחרים כמו רוח או אנרגיה הידראולית.
ברגע שהאנרגיה החשמלית מגיעה למפעלים, חברות, בתים או משתמש הקצה, היא הופכת לסוגי אנרגיה אחרים באמצעות שימוש במכשירי חשמל.
לדוגמא, הברזל החשמלי הופך חשמל לאנרגיית חום, נורות הופכות אנרגיה לאור, בלנדים ומכונות כביסה לאנרגיה מכנית. כמו כן, החשמל המסופק למערכת הרכבות מספק תנועה ברכבות המתורגמת לאנרגיה קינטית.
קווי הילוכים חשמליים.
האנרגיה במנוע מכונית מגיעה משריפת דלק כמו בנזין או דלק כדי להפוך אותו לאנרגיה מכנית. כשמנסים לבלום מכונית, כדי להאט אותה או לעצור אותה, האנרגיה הקינטית שלה הופכת לאנרגיית חום שמתפזרת לסביבה על ידי אלמנטים של מערכת הבלימה.
כאורגניזמים חיים, אנשים ממירים את האנרגיה מהמזון שהם אוכלים לאנרגיה קלורית או אנרגיה כימית המאוחסנת בשומן של רקמות הגוף. כאשר מבצע פעילות גופנית או מתעמל בספורט, האדם שורף קלוריות או שומן בגוף, ומשפיע על משקל, מסת שריר וביצועים.
כּוֹחַ
מושג הכוח קיים בעת ניתוח פעולות של מכונות המיועדות לרוב לביצוע עבודה על גופים. המכונות מתאפיינות בדירוג הספק המציין העברת אנרגיה ליחידת זמן.
למנוע של מכונית יש דירוג כוח התלוי בקיבולת הצילינדר. למכונית עם קיבולת צילינדר גבוהה יותר כוח, מגיע למהירויות גבוהות וצורך אנרגיה רבה.
הספק ברכבים נמדד בכוח סוס (HP). הספק בא לידי ביטוי בוואט (W) או קילוואט (KW) במנועים החשמליים של מכבשי כביסה, מייבשי כביסה, בלנדרים או מערבלים.
הגדרת כוח סוס, יחידת כוח
ספורטאים מעוניינים מאוד לשפר את כוחם בביצוע פעילויות אימונים שגרתיות. אימון כוח מורכב מביצוע תרגילי יישום, של כוח עקירה גדול יותר, של אותו עומס בזמן הקצר ביותר.
כלומר, האימונים מורכבים משיפור כוח היישום על העומס לשיפור מהירות התנועה ועם זה משפר את העוצמה.
כּוֹחַ
האדם חווה את השפעות הכוחות מדי יום. לדוגמה, המאמץ בעת הרמת משקל של 2 קילוגרם בחדר הכושר הוא כ 20 ניוטון, המתנגדים לכוח הכובד.
דחיפת חפץ כבד מאוד או ריצה על מסילה משתמשת בכל כוחם של השרירים והעצמות כדי להשיג תזוזה של החפץ או כדי להשיג מהירויות גבוהות.
פעולת הנהיגה או עצירת המכונית דורשת הפעלת כוח. בעת השימוש בבלנדר או במכונת הכביסה ישנה תנועה סיבובית המסייעת לטחון אוכל או להוציא לכלוך מהבגדים. תנועה זו נובעת מכוח הצנטריפטליות שמספק המנוע.
הכוחות הקיימים בחיי היומיום יכולים להזיז חפצים, לעצור אותם או להשאיר אותם במנוחה. ההסבר על השפעות אלה קיים בחוקי התנועה של ניוטון.
דוגמה ליישום היא כאשר כדורגלן בועט בכדור בכדי לגרום לו להאיץ ולעוף אנכית. הכדור מגיע לגובה מסוים אשר יהיה תלוי בכוח המופעל. כוח הכובד מאט את הכדור והוא מתגלגל לאחור. כשנופל לקרקע הוא מקפיץ מספר פעמים בגלל הכוח האלסטי הנובע מהחומר ממנו הוא עשוי.
לבסוף הכדור מתגלגל על הקרקע עד שהוא נעצר עקב פעולת כוח החיכוך המופעלת בין פני השטח לכדור, ומחסיר אנרגיה קינטית.
הכוחות השומרים עליו במנוחה הם כוח הכובד והכוח שמחזיק אותו לקרקע. שני הכוחות הללו משווים והכדור נשאר במנוחה עד לכוח חדש שמפעיל הכדורגלן מוחל עליו שוב.
עבודה
בחיי היומיום המונח עבודה פירושו לבצע פעילות כלשהי המייצרת רווח כספי. בפיזיקה, לעבודה יש משמעות אחרת. העבודה נעשית בכל פעם שכוח מיושם גורם לעקירה.
הפעלת כוח גדול יותר אמורה להביא ליותר עבודה. באופן דומה, הפעלת אותו כוח במרחק גדול יותר אמורה לגרום ליותר עבודה.
דוגמה ליישום עבודה בחיי היומיום היא כאשר ספר מורם מהרצפה. במקרה זה נעשית עבודה מכיוון שמופעל כוח אנכי כדי להשיג תזוזה באותו כיוון.
אם הוא מועבר לגובה רב יותר, העבודה שנעשתה גדולה יותר מכיוון שיש העברת אנרגיה גדולה יותר, אך אם הספר מוחזר לאותה נקודת התחלה, נעשית עבודה שלילית המביאה לאובדן אנרגיה.
כאשר מכונית נדחפת אופקית ממצב מנוחה, העבודה נעשית מכיוון שהדחיפה נעשית באותו כיוון נסיעה כמו המכונית.
דחיפת המכונית במדרון במעלה הגבעה פועלת גם על ידי רכיב הכוח המתנגד לכוח הכובד.
הפניות
- אלונסו, מ 'ופין, א. פיסיקה. מקסיקו: אדיסון ווסלי לונגמן, 1999. כרך ג '.
- דולה, G, דאפי, M ו- Percival, A. Physics. ספרד: היינמן, 2003.
- קיטל, C, נייט, WD ורודרמן, M A. מכניקה. ארה"ב: מק גריי היל, 1973, כרך א '.
- ווקר, ג'יי, האלידיי, ד ורזניק, ר 'יסודות הפיזיקה. ארה"ב: Wiley, 2014.
- יואיט, ד. ה. מדע הנדסי II. ניו יורק: סדרת טכנאי מקמילן, 1978.