Energia

1. Energia Energia on mateeria liikumise ja vastastikmõjude üldistatud kvantitatiivne mõõt. Energiat (erinevalt jõust) saab koguda ja säilitada Slaididel kasutatud: http://ppk.edu.ee:82/wp-content/uploads/2011/01/Rohk_energia.pdf

2. Mehaaniline energia Oma kogemusest teame, et energiavarud vallanduvad vaid siis, kui teha selleks pingutusi ja kui pingutuse tulemusena õnnestub midagi liigutada. Energia muundub ühest liigist teise ainult siis, kui jõu mõjul toimub millegi liikumine. Samas on selge, et energiat on rippuval õunal ka siis, kui ta on liikumatu. Mida kõrgemalt õun langeb ja mida suurema massiga ta on, seda valusam on ka löök. Potentsiaalne energia Kui energia olemaolu on põhjustatud kehade vastastikmõjust, siis nimetatakse seda potentsiaalseks energiaks. Seega, üksik keha potentsiaalset energiat omada ei saa. Potentsiaalne energia võib näiteks puududa ka kehal, mis on sattunud punkti Maa ja Kuu vahel, kus mõlemad taevakehad tõmbavad keha enda poole võrdse jõuga. Potentsiaalset energiat nimetatakse ka varjatud energiaks. Ep omav keha ei pea ilmtingimata tööd tegema.

3. Energia muundumine ühest vormist teise Selleks, et energiat ühest vormist teise muundada, peab kehale mõjuma jõud ja see jõud peab suutma keha liigutada – tuleb teha tööd. Tööon seda suurem, mida suurem on jõud ja mida pikemal teel see mõju avaldab. Sest seda rohkem suudab jõud keha energiat muuta. Lühidalt töö = jõud • teepikkus, valemi kujul A = F • s • cos α, kus A – töö; F – jõud; s – teepikkus, millel see jõud mõjub. Kui 1 N suurune jõud mõjub 1 m pikkusel teel, siis teeb see tööd ühe džauli. Tööd saavad teha ainult need kehad, mis omavad energiat. Töö on energia muutumise mõõduks. Tehtud töö on võrdne kulutatud energiaga

4. Niisiis võib öelda, et tööd teeb jõud, aga mitte igas olukorras. Sest kui see keha energiat ei suuda muuta, siis see tööd ei tee. Näide, kus keha liigub, jõud mõjub, aga tööd ei tee. Taevakeha tõmbab tema umber tiirlejat pidevalt enda poole, aga see ei lähene ega eemaldu. Seega taevakeha tõmbejõud tööd ei tee, sest tiirleja energia sellest ei muutu. Samaks jääb sateliidi kineetiline energia, kuna selle kiirus ei muutu; samaks jääb ka vastastikmõju potentsiaalne energia, kuna ei muutu ka kaugus taevakehast. Mehaanilist tööd tehakse keha nihutamisel temale rakendatud jõu mõjul. Kui kehale mõjub jõud aga keha ei liigu, siis tööd ei tehta. Inertsi tõttu (varem mõjunud jõu mõjul) liikuv keha ei tee tööd Orbiidil tiirlemine on “mööda kukkumine”

5. Kui tõstame keha massiga m maapinnast kõrgusele h, teeme tööd A = mgh, kus m on keha mass ja g = 9.8 m/s2. Kehal on potentsiaalset energiat täpselt sama palju, kui Maa peab tööd tegema, et keha Maapinnale tuua. Seega kõrgusel h on keha potentsiaalne energia Ep = mgh, Kukkumisel keha kiirus suureneb, seega suureneb ka tema kineetiline energia. Samal ajal potentsiaalne energia väheneb. Potentsiaalsest energiast muundub kineetiliseks sama palju, kui raskusjõud tööd teeb. Keha kineetilise energia muut võrdub keha poolt tehtud tööga Kuhu jääb energia, kui keha vastu maad on kukkunud? muundub keha kui terviku energia tema osakeste kineetiliseks energiaks. Osa energiat saab muidugi ka see keha, mille vastu liikuv keha põrkab.

6. Kineetiline energia Liikuva keha kineetiline energia sõltub keha liikumise kiirusest. Liikuva keha peatumisel võib ta enese ees lükata teist keha mõjudes sellele jõuga ja tehes tööd. Kui auto sõidab vastu puud, siis auto kineetiline energia liigutab plekke paigast ja murrab sõitjate luid. Tähelepanu, et auto kiiruse suurenemisel kaks korda suureneb kineetiline energia neli korda! Niisugustel deformeerivatel põrgetel muutub kineetilineenergia peamiselt molekulide soojusenergiaks. Kineetiline energia muutub potentsiaalseks energiaks kui liikuvat keha peatab jõuväli, näiteks kui viskame kivi ülespoole. Gravitatsioonivälja jõud peatab lõpuks kivi liikumise, kuid kivi kineetiline energia on muundunud tema potentsiaalseks energiaks. Sama juhtub elektronidega, kui nad saavad lisaks kineetilist energiat (näiteks aatomite põrgetel või valguse neeldumisel): nad liiguvad tuumast kaugemale.

7. Kineetiline energia Näide liiklusest. Mis juhtub, kui juht, kes sõidab kiirusega 90 km/h, eirab nõuet vähendada kiirust 30 kilomeetrini tunnis? Siis ta sõidab 3 korda kiiremini lubatust (90 : 30 = 3), aga auto kineetiline energia on 9 korda lubatust suurem (3 ruudus on 9)! Kui on vaja autot seisma saada, siis on vaja teha tööd 9 korda rohkem kui lubatud kiiruse korral! Kahjuks ei püsi see meeles mitte kõigil autojuhtidel. Auto kiirus on 36 km/h. Kui kiiresti peaks auto sõitma, et tema liikumisenergia oleks 2 korda suurem?

8. Töötada võib kiiresti ja aeglaselt. Võimsama mootoriga saab hoo kiiremini sisse. Võimsam lamp annab rohkem valgust. Võimsus Võimsus on füüsikaline suurus, mida mõõdetakse ajaühikus tehtud töö hulgaga või ühe ajaühiku jooksul ühest liigist teise muundunud energiahulgaga Kui 1 sekundiga muundub ühest liigist teise 1 džaul energiat (selleks tuleb teha tööd 1 džaul), siis on võimsus 1 vatt (W). Hobujõud on mittesüsteemne võimsuse mõõtühik, mida tähistatakse (hj). Hobujõu suurus on 735,499 W. Inglismaal ja USAs on hobujõu suurus 745,7 W. 1 m kõrguse hüppe ajal on hobuse N = 5000 W = 6.8 hj

9. Võimsus Laskerelvade võimsus ~1010 W Inimese keskmine võimsus ~ 100 W Ühtlase kiirusega liikumisel kehtib valem: Siit: Valemitest järeldub, et samal mootori võimsusel liikumise kiirus on pöördvõrdeline veojõuga (auto käigukast).

10. 10 km/h = 10 103 / 3600 = 2.78 m/s

11. Püssikuul väljub torust algkiirusega 1000 m s-1. Kui kõrgele see tõuseb kui tulistada vertikaalselt üles (õhutakistust mitte arvestades)? Lahendame pöördvõttega: kui kõrgelt peaks kuul kukkuma, et lõppkiirus oleks 1000 m s-1? Püssikuulid ei lenda kaugeltki nii kõrgele, seega õhutakistus, mida siin ei arvestatud, on väga oluline.

14. Mitteelastne põrge

15. Eristatakse (mitut?) …………….liiki energiat. Nimetage: kineetiline, potentsiaalne Töö ja soojus. Mis neid seob ja mis eristab? töö -> suunatud, soojus -> kaootiline liikumine Mis on reaktsiooni aktivatsioonienergia? Aktivatsioonienergia määrab reaktsiooni toimumise kiiruse / tasakaalu (vale variant maha tõmmata).

16. 19. Graafikud esitavad erinevad tasakaaluolekud. Kuidas nimetatakse olekuid A, B ja C? Stabiilne, ebastabiilne, ükskõikne Mis on nende graafikute koordinaattelgedeks? X – asukoht, y- potentsiaalne energia