§ 42. Що таке енергія

1. Здатність тіла виконувати роботу. Прості механізми здатні виконувати роботу, але вони не можуть «запасати» цю здатність, оскільки, одержуючи її в одній своїй частині, одночасно витрачають в іншій. Наприклад, людина піднімає тачку з одного кінця, при цьому на іншому кінці піднімається вантаж. Але є й такі пристрої, які можуть накопичувати роботу «про запас», а потім її виконувати. Зокрема, заводячи годинник, ми виконуємо роботу по стисненню пружини, яка, розпрямляючись, приводить у рух зубчаті колеса і стрілки — годинник працює. Через певний час запас «працездатності» механізму годинника зменшується і його знову треба заводити. Піднятий на деяку висоту вантаж не виконує роботу, але якщо він упаде, то, наприклад, може забити в землю палю (рис. 222).

Отже, будь-яке рухоме тіло має здатність виконувати роботу.

2. Що таке енергія? У всіх розглянутих вище прикладах робота виконувалася лише при зміні стану тіла: розкручування пружини, падіння вантажу, скочування кульки. Поки ці зміни не відбулися, робота не виконувалася — тобто тіла мали запас роботи.

Фізична величина, що визначає запас роботи, яку може виконати тіло при зміні свого стану, називається енергією.

Енергію позначають літерою Е (або W).

Чим більшу енергію має тіло, тим більшу роботу воно здатне виконати. У процесі взаємодії тіл відбувається обмін енергією.

Рис. 222. Забивання паль під фундамент за допомогою будівельної машини — копера

Будь-яке рухоме тіло має здатність виконувати роботу

Енергія — від грецького слова energia — дія, діяльність.

Енергія вимірюється в тих самих одиницях, що й робота, оскільки зміна енергії визначається роботою, яка при цьому виконується. Тому кажуть, що робота є кількісною мірою зміни енергії:

ΔΕ = Α,

де ΔΕ — зміна енергії тіла в результаті виконання роботи; А — виконана робота.

Тіло може виконувати роботу лише у тому випадку, якщо воно має енергію

До механічних видів енергії відносяться: енергія, яку має підняте над землею тіло, енергія деформованого тіла, енергія рухомого тіла.

Домашнє експериментальне завдання

Візьміть шматок гуми та невеличку пластмасову кульку. На столі (або на підлозі) зафіксуйте певну точку, яку ви обираєте за нуль відліку, і покладіть на неї кульку. Розтягніть гуму на 5 см і подійте за її допомогою на кульку. Спостерігайте за рухом кульки і поясніть, за рахунок чого вона почала рухатися. Зафіксуйте відстань, на яку відкотиться кулька від точки, обраної за нуль відліку. Повторіть дослід, розтягнувши гуму на 10 см. Запишіть етапи та результати досліду у робочий зошит і поясніть їх.

Подумайте і дайте відповідь

1. За наявності чого тіла здатні виконати роботу?
2. Яку фізичну величину називають енергією?
3. Що є мірою зміни енергії?
4. В яких одиницях вимірюється енергія?
5. Які види енергії відносяться до механічної енергії? Наведіть приклади тіл, які мають механічну енергію.
6.* Яке основне завдання сучасної енергетики?

Розв’яжіть задачі та оцініть результати

Вправа 42.

1. Поясніть, яким чином можна оцінити здатність тіла до виконання роботи?
2. Чому стальна кулька, що скочується з похилої площини і вдаряється об дерев’яний брусок, надає йому руху? (рис. 224).
3. Для чого необхідно заводити годинник? Чим пояснюється зупинка годинника, який вчасно не був заведений?

Зміст