L'Energia en Física: Definició, Tipus, Propietats i Treball

Què és l'Energia?

L'energia és una propietat dels cossos o dels sistemes materials que els permet produir canvis en ells mateixos o en altres cossos. L'energia és la capacitat que té un cos per realitzar un treball.

Tipus d'Energia

Energia Mecànica

És la que està lligada a la posició o el moviment dels cossos. Em = Ec + Ep

Energia Cinètica (Ec)

És l'energia que tenen els cossos pel fet d'estar en moviment. Ec = 1/2 * m * v².

Energia Potencial (Ep)

És l'energia que tenen els cossos pel fet d'ocupar una posició determinada.

Energia Potencial Gravitatòria

És la que tenen els cossos pel fet d'estar en un lloc determinat sobre un sòl terrestre. Ep = m * g * h

Energia Potencial Elàstica (Ee)

És la que tenen els cossos que experimenten una deformació. Ee = 1/2 * k * X²

Energia Tèrmica

Es transfereix quan es posen en contacte dos cossos que estan a una temperatura diferent.

Energia Química

És causada pels enllaços que s'estableixen entre els àtoms i les altres partícules que formen una substància.

Energia Nuclear

És la que emeten els àtoms quan els seus nuclis es trenquen o s'uneixen.

Energia Radiant

Es propaga mitjançant ones electromagnètiques.

Propietats de l'Energia

• L'energia es transfereix d'uns cossos a uns altres. Exemple: La noia que cau transfereix la seva Ec al llit elàstic.
• Es pot emmagatzemar i transportar. Exemple: Les piles i els acumuladors emmagatzemen energia elèctrica que van alliberant quan els connectem.
• L'energia es transforma. Exemple: Quan la noia cau, la seva energia potencial es transforma en energia cinètica.
• L'energia es degrada. En les transformacions, una part de l'energia es queda en el cos mateix, formant part de la seva energia interna, o es perd en forma d'energia tèrmica escalfant l'ambient.
• L'energia es conserva. En cada transformació, la quantitat total d'energia es conserva.

Transferència de l'Energia

Com es transfereix l'energia:

• De manera mecànica, mitjançant la realització d'un treball.
• De manera tèrmica, mitjançant la calor.
• De manera radiant, mitjançant les ones.

Energia en Trànsit: Treball, Calor, Ones

El treball, la calor i les ones són energia en trànsit.

Dos sistemes intercanvien energia en forma de treball quan hi ha una força que provoca un desplaçament.

Dos sistemes es transfereixen energia en forma d'ones quan un d'ells és capaç d'emetre-les i l'altre de rebre-les.

El Treball en Física

Definició i Fórmula del Treball

El treball és l'energia que es transfereix d'un cos (o sistema) a un altre per mitjà d'una força que provoca un desplaçament.

W = F * Δx * cos(θ)

Exemple: La Motxilla i el Treball Zero

En física, només diem que hi ha treball quan actua una força i es provoca un desplaçament per acció d'aquesta força. En el cas del noi amb la motxilla a l'esquena, la força que realitza és perpendicular al desplaçament i, ja que cos(90°) = 0, W = 0. És a dir, no fa cap treball.

Treball de la Força de Fregament

El treball de la força de fregament: W_freg = F_freg * Δx * cos(180°).

Exemples de Transformació d'Energia

Una pilota en el punt més alt té energia potencial; en arribar a terra, aquesta es transforma en energia cinètica.