Energia
Energia je schopnosť vykonávať prácu. Energia a práca majú v odbornej terminológii odlišný význam. Človek stúpajúci po schodoch alebo pohybujúce sa auto sú príklady činností, ktoré v sebe zahŕňajú energiu aj prácu. Práca sa koná vždy, keď sila spôsobí pohyb po dráhe.
Poznáme rozličné formy energie. Akákoľvek forma energie sa však môže zmeniť na inú formu energie. Poznáme:
1 elektrickú energiu:
Vytvára elektrický prúd, ktorý vzniká pohybom voľných častíc s elektrickým nábojom od jedného atómu k druhému.
2 chemická energia:
Je nahromadená v atóme alebo v molekule. Uvoľní sa pri chemickej reakcii. Jej zdrojom sú palivá a potrava.
3 energia žiarenia:
Žiarenia, ktoré obsahujú lúče, vlny alebo častice (najmä elektromagnetické žiarenie).
Sem patrí infračervené žiarenie, ultrafialové žiarenie, Rӧntgenové lúče, gama žiarenie, kozmické žiarenie.
4 jadrová energia:
Jadrová energia je energia sústredená v jadrách atómov.
5 mechanická energia:
Mechanická energia je energia pohybujúcich sa vecí. Poznáme dva druhy mechanickej energie:
- kinetickú (pohybová)
- potenciálnu (polohová)
6 tepelná energia:
Tepelná energia vzniká chaotickým pohybom atómov v látke. Čím rýchlejšie sa atómy pohybujú, tým je látka teplejšia.
Kinetická a potenciálna energia
V odbornej terminológii škridla padajúca zo strechy, ktorá pri dopade rozbije tabuľu skla vykoná prácu. Škridla má energiu. Keď padá, má kinetickú energiu. Všetky pohybujúce sa telesá majú kinetickú (pohybovú) energiu. Potenciálna (polohová) energia je energia telies, ktoré sú v pokoji. Škridla má potenciálnu energiu, pokým je na streche. Gravitačná sila môže uviesť škridlu do pohybu. Potenciálna energia škridle sa počas jej pohybu zmení na kynetickú energiu.
Einstein
Začiatkom dvadsiateho storočia vyslovil nemecký vedec Albert Einstein tvrdenie, že hmotnosť je iná forma energie. Svoju teóriu zhrnul do rovnice E=mc2, kde E je množstvo vytvorenej energie, m je hmotnosť a c (konštanta) je rýchlosť svetla vo vákuu (300 000 km/s). Pravdivosť Einsteinovej teórie potvrdil rozvoj jadrovej energie. V jadrových elektrárňach sa hmotnosť atómu mení priamo na tepelnú energiu. Dokonca vo vysoko výkonných elektrárňach sa len malé množstvo paliva mení na energiu. Zvyšok zostáva i naďalej hmotný.
Einsteinova teória predpokladá, že je možné získať obrovské množstvo energie, ak sa celá hmotnosť, ktorá je k dispozícii, zmení na čistú energiu.
Objem, tiaž, hmotnosť, hustota
Objem
Objem je veľkosť priestoru ohraničeného telesom. Objem dutého telesa možno stanoviť z množstva kvapaliny (napríklad vody), ktoré treba na vyplnenie telesa. Objem tuhých telies (ako napríklad kociek) možno stanoviť tak, že kocku ponoríme do vody vo valci a sledujeme, o koľko sa zvyši hladina vody (prípadne ak naplníme valec až po okraj, môžeme odmerať, koľko vody bolo vytlačené telesom, keď sme ho potopili). Čím väčší je objem telesa, tým viac stúpne hladina vody (alebo tým viac sa vody vyleje). Množstvo vody nachádzajúcej sa medzi pôvodnou a zvýšenou hladinou sa rovná objemu telesa.
Tiaž
Tiaž je sila, ktorou je teleso priťahované k zemi. Tiaž závisí od veľkosti príťažlivej sily (na Zemi je to približne g=9,8 N/kg). Príťažlivá sila klesá so vzdialenosťou od stredu Zeme. Čím je teleso vzdialenejšie od stredu Zeme, tým je ľahšie. Tiaž telesa možno odmerať pomocou pružiny (silomeru). Ľahšie teleso natiahne pružinu menej ako ťažšie teleso.
Hmotnosť
Hmotnosť je množstvo látky, ktoré sa nachádza v telese. Čím väčšiu hmotnosť má teleso, tým ťažšie sa dáva do pohybu. Hmotnosť telesa možno odmerať na rovnoramenných váhach porovnaním s telesom, ktorého hmotnosť už poznáme.
Hustota
Hustota je hmotnosť na jednotku objemu. Znamená to, že ak teleso s malým objemom má rovnakú hmotnosť ako teleso s väčším objemom, má teleso s malým objemom väčšiu hustotu. Hustota je pomer hmotnosti telesa k jeho objemu. Čím má látka väčšiu hustotu, tým má pri danej hmotnosti menší objem.
Ak vezmeme telesá s rovnakou hmotnosťou, ktoré však budú mať rozličnú husotu, ich objem nebude rovnaký.
Ak by sme mali štyri telesá (kocky) z týchto látok: platina, žula, olovo, mlieko a chceli by sme ich zoradiť podľa veľkosti objemu (všetky majú napríklad štyri kilogramy), zoradili by sme ich presne v tomto poradí:
- platina (najväčšia hustota)
- žula
- olovo
- mlieko (najmenšia hustota)
Sila
Sila môže zmeniť tvar telesa, jeho veľkosť alebo rýchlosť, ktorou sa pohybuje. Sila sa meria v newtonoch (N). Jeden N je sila, ktorá telesu hmotnosti jedného kg udeľuje zrýchlenie jeden meter za sekundu (1 m/s2). To znamená, že každú sekundu je pohyb telesa rýchlejší o 1 m/s ako bol v predchádzajúcej sekunde.
Príťažlivosť
Príťažlivosť je prírodná sila, ktorou sa k sebe priťahujú dve ľubovoľné telesá. Jej veľkosť závisí od hmotnosti telesa. Pretože je Zem veľmi veľká a má obrovskú hmotnosť, priťahuje k sebe telesá, ktoré sa na nej nachádzajú väčšou silou ako je sila, ktorá pôsobí medzi nimi. Ak by ste však v celom vesmíre boli iba vy a (dajme tomu) nejaká lyžička, priťahovali by ste ju k sebe a ona by priťahovala vás.
Zem svojou gravitačnou silou priťahuje teleso hmotnosti jeden kilogram silou 9,8 N, takže tiaž tohto telesa je 9,8 N.
Majme jablko, ktoré je priťahované do stredu Zeme. Hmotnosť Zeme je väčšia ako hmotnosť jablka, preto bude jablko priťahovať väčšou silou. Hmotnosť jablka je 0,1 kg. Ťah gravitačnej sily určuje tiaž jabĺčka. Tiaž jabĺčka = hmotnosť * gravitačná konštanta (Zeme) (= 0,1 * 9,8)
Tiaž jabĺčka je 0,98 N.
Tento zápis nemusíme rozpisovať slovami. Máme na to značky:
F = mg
F = sila
m = hmotnosť
g = gravitačná konštanta Zeme (9,8 N/kg (zaokrúhľuje sa zvyčajne na 10 rovných)
Atlét, ktorý na Zemi vyskočí do výšky 90 cm by bol na Mesiaci schopný vyskočiť až do výšky 5,5 metra, pretože Mesiac má menšiu hmotnosť a teda je tam i menšia gravitačná priťažlivosť.
Tlak
Sila, ktorá pôsobí na malú plochu má väčší účinok ako rovnaká sila pôsobiaca na veľkú plochu.
Tlak je sila pôsobiaca na jednotku plochy. Tlak sa vyráta vydelením veľkosti sily veľkosťou plochy, na ktorú sila pôsobí (p=F/S). Atmosférický obal Zeme má svoju tiaž, ktorou vyvíja tlak (1 m3 = 1000 litrov vzduchu má tiaž okolo 12 N). Atmosférický tlak možno merať barometrom.
Ak zmenšíme plochu, na ktorú pôsobíme silou, dosiahneme oveľa väčší tlak, ako keď zvýšime silu. Je to taktiež jednoduchšie.
Túto vlastnosť využívame napríklad u zubára. Napadá vás kde? Keď si sadnete do zubárskeho kresla a zubár/ka stlačí pedál, ktorý je na podlahe, vyvinie silu, ktorá tlačí na malú plochu. To však vytvorí veľký zlak a ťažké kreslo sa dá do pohybu.
Dúfam, že sa vám môj článok páčil a že ste sa niečo nové naučili, prípadne obnovili svoje vedomosti.
Prajem pekný zvyšok dňa :)
