Fizica - ştiinţă a naturii care studiază fenomenele fizice

Energia mecanică. Surse de energie

Fizica- ştiinţă a naturii care studiază fenomenele fizice



Orice gest, oricât de neînsemnat, necesita un consum de energie: aprinderea luminii ori mâncatul de ciocolata presupun un consum de energie. La fel mersul cu maina sau alergatul pe o distanta de 400 de metri. Pe Pământ, Soarele este sursa primordiala de energie. Dacă energia există pretutindeni, dacă ea este cauza a foarte multe efecte, a o defini nu este uşor. In termeni generali, se numeşte energie ceea ce poate produce un lucru mecanic. Vântul învârte paletele unei instalaţii eoliene: vântul este in acest caz o sursa de energie mecanica. Râşnitul cafelei cu o râşnită conectata la o priza de curent presupune utilizarea energiei electrice. Cu ajutorul luminii, plantele produc frunze, flori si fructe: lumina este o sursa de energie radianta. Aceste exemple ne arata ca energia poate exista sub diferite forme: mecanica, electrica, radianta…


Un sistem fizic posedă energie mecanică dacă în cursul unui proces este capabil să

efectueze lucrul mecanic.


Energia mecanică

Energia cinetică

Energia potenţială

Mărime fizică de stare

Mărimi fizice de scalare

Unitate de măsură

Joule


Energia cinetica a unui punct material de masa m, aflat in mişcare de translaţie fata de un sistem de referinţa este mărimea fizica scalara numeric egala cu semiprodusul masei si pătratul vitezei sale fata de acel sistem de referinţa.

Este energia acumulata de orice corp in mişcare.

Depinde direct proporţional de masa corpului si de pătratul vitezei sale.

Se poate defini in valoare absoluta.Depinde de sistemul de referinţa faţă de care se

studiază mişcarea corpului.

ENERGIA CINETICĂ

Energie de mişcare


ENERGIA CINETICĂ

Energie de mişcare

m - masa corpului

v - viteza corpului


Energie potenţială

Gravitaţională Elastică

Ep = mgh


Este o mărime fizica scalara ce caracterizează capacitatea unui corp de a efectua lucru mecanic atunci când se schimba poziţia relativă a acestuia faţă de Pământ.

Depinde de masa corpului şi de înălţimea la care se află corpul şi de acceleraţia gravitaţională.

ENERGIA POTENŢIALĂ

GRAVITAŢIONALĂ


De unde vine energia potenţială?Să spunem că aveţi de urcat cu un geamantan pe scări, de la parter până la

etajul 10 al unui bloc. Este evident că depuneţi un efort făcând asta, cheltuind energie pentru a efectua lucru mecanic împotriva greutăţii geamantanului. Avem deci energie cheltuită, iar transferul de energie este materializat de lucrul mecanic pe care-l efectuaţi – dar unde ajunge această energie? Conform legii conservării energiei ştim bine că energia pe care aţi cheltuit-o trebuie să ajungă undeva, dar nu reuşim s-o găsim nicăieri – geamantanul nu s-a încălzit irosind energie, iar de stocat nu aţi stocat-o nicăieri...

Sau poate aţi stocat-o? Ia să vedem dacă aţi putea s-o recuperaţi cumva. Ce-ar fi dacă odată ajuns sus aţi agăţa geamantanul de un mosor cu sfoară, lăsându-l să coboare pe geam până jos, în stradă? Mosorul ar putea fi legat la un generator electric, generând energie reală. Dar de unde vine această energie? Şi de ce nu mai putem exploata această sursă de energie odată ce geamantanul a atins asfaltul trotuarului? Se vede treaba că într-un fel sau altul, geamantanul a acumulat o formă de energie atunci când am urcat cu el pe scări, fiindcă a putut elibera energie la coborâre, dar odată ajuns înapoi jos nu a mai putut elibera energie. Totuşi el nu a eliberat cu de la sine putere energia pe care o stoca, ci am fost nevoiţi să construim un dispozitiv ingenios care s-o exploateze. Mai mult, această energie latentă s-ar fi stocat fără pierderi câtă vreme geamantanul rămânea la etajul 10, indiferent cât de mult timp ar fi trecut de la momentul în care am urcat şi momentul în care am decis să-l legăm la generator. Din aceste motive, această formă de energie se numeşte energie potenţială.


Este energia înmagazinata într-un corp

elastic ca urmare a întinderii sau comprimării

sale.Exemple: arcul, resortul, pistolul de jucărie,

o coardă elastică, trambulina, coarda arcului cu săgeţi.

Cantitatea de energie potenţiala elastica este cu atât mai mare cu cât arcul sau resortul este mai întins, mai încordat sau comprimat.

ENERGIA POTENŢIALĂ

ELASTICĂ


TEOREMA VARIAŢIEI ENERGIEI CINETICE

Variaţia energiei cinetice a punctului material care se deplasează în raport cu un sistem de referinţă inerţial este egală cu lucrul mecanic efectuat de forţa rezultantă care acţionează asupra punctului material în timpul acestei variaţii:


CONSERVAREA ENERGIEI MECANICE

Energia mecanica E =Ec+Ep a unui sistem izolat în care acţionează forţe conservative este constantă, adică se conserva.

În Univers există o cantitate de energie fixă care nu se va modifică niciodată. Legea conservării energiei ne spune că energia nu poate fi creată sau distrusă, ci doar se transformă dintr-o formă în alta. Cu alte cuvinte, există un cuantum de energie, pe care, orice am face, nu îl putem diminua ori spori. Când folosim energie şi afirmăm, oarecum impropriu, că o consumăm, de fapt nu facem decât să asistăm la transformarea acesteia dintr-o formă în alta. De pildă, energia potenţială a unui pendul în mişcare se transformă în energie cinetică şi viceversa. O hidrocentrală, de asemenea, ilustrează multipla transformare a energiei, energia potenţială a apei se metamorfozează în energie mecanică, apoi în energie electrică.


1. DUPA SISTEMUL FIZIC CĂRUIA ÎI APARŢINE, POAT FI:

energie hidraulică, care, la rândul ei, poate proveni din energia potenţială a căderilor de apă şi mareelor, sau din energia cinetică a valurilor;

energie nucleară, care provine din energia nucleelor şi din care o parte poate fi eliberată prin fisiunea sau fuziunea lor;

energie de zăcământ, care este energia internă a gazelor sub presiune acumulate deasupra zăcămintelor de ţiţei;

energie chimică, care este dat de potenţialul electric al legăturii dintre atomii moleculelor;

energie de deformaţie elastică, care este energia potenţială datorită atracţiei dintre atomi;

energie gravitaţională, care este energia potenţială în câmp gravitaţional.


După sursa de provenienţă, poate fi: energie stelară, solară, a combustibililor, hidraulică, eoliană, geotermală, nucleară.

După faptul că urmează sau nu un ciclu se clasifică în:• energie neregenerabilă, care este energia obţinută din resurse epuizabile, cum sunt considerate combustibilii fosili şi cei nucleari;• energie regenerabilă, prin care se înţelege energia obţinută de la Soare, energie considerată inepuizabilă, sub formă de energie electrică (conversie directă), termică (încălzire directă), hidraulică, eoliană, sau cea provenită din biomasă.

După modul de manifestare a energiei se vorbeşte despre energie mecanică, energie electrică, energie luminoasă, energie termică.


Este generată prin transferul energiei vântului unei turbine eoliene. Vânturile se formează datorită încălzirii neuniforme a suprafeţei Pământului de către energia radiată de Soare care ajunge la suprafaţa planetei noastre. Această încălzire variabilă a straturilor de aer produce zone de aer de densităţi diferite, fapt care creează diferite mişcări ale aerului. Energia cinetică a vântului poate fi folosită la antrenarea elicelor turbinelor, care sunt capabile de a genera electricitate. Unele turbine eoliene sunt capabile de a produce până la 5 MWde energie electrică, deşi acestea necesită o viteză constantă a vântului de aproximativ 5,5 m/s, sau 20 kilometri pe oră. În puţine zone ale Pământului există vânturi având viteze constante de această valoare, deşi vânturi mai puternice se pot găsi la altitudine mai mare şi în zonele oceanice.


Conceptul de "energie solară" se referă la energia care este direct produsă prin transferul energiei luminoase radiată de Soare. Aceasta poate fi folosită ca să genereze energie electrică sau să încălzească aerul din interiorul unor clădiri. Deşi energia solară este reînnoibilă şi uşor de produs, problema principală este că soarele nu oferă energie constantă în nici un loc de pe Pământ. În plus, datorită rotaţie Pământului în jurul axei sale, şi deci a alternanţei zi-noapte, lumina solară nu poate fi folosită la generarea electricităţii decât pentru un timp limitat în fiecare zi. O altă limitare a folosirii acestui tip de energie o reprezintă existenţa zilelor noroase, când potenţialul de captare al energiei solare scade sensibil datorită ecranării Soarelui, limitând aplicaţiile acestei forme de energie reînnoibilă.


Reprezintă capacitatea unui sistem fizic (apa) de a efectua un lucru mecanic la trecerea dintr-o stare dată în altă stare (curgere). Datorită circuitului apei în natură întreţinut de energia Soarelui, este considerată o formă de energie regenerabilă

Este de fapt o energie mecanică, formată din energia potenţială a apei dată de diferenţa de nivel între lacul de acumulare şi centrală, respectiv din energia cinetică a apei în mişcare. Exploatarea acestei energii se face curent în hidrocentrale, care transformă energia potenţială a apei în energie cinetică, pe care apoi o captează cu ajutorul unor turbine hidraulice care acţionează generatoare electrice care o transformă în energie electrică.

Tot forme de energie hidraulică sunt considerate energia cinetică a valurilor şi mareelor.


Este partea biodegradabilă a produselor, deşeurilor şi reziduurilor din agricultură, inclusiv substanţele vegetale şi animale, silvicultură şi industriile conexe, precum şi partea biodegradabilă a deşeurilor industriale şi urbane.

Reprezintă resursa regenerabilă cea mai abundentă de pe planetă. Aceasta include absolut toată materia organică produsă prin procesele metabolice ale organismelor vii. Biomasa este prima formă de energie utilizată de om, odată cu descoperirea focului.

Energia înglobată în biomasă se eliberează prin metode variate, care însă, în cele din urmă, reprezintă procesul chimic de ardere (transformare chimică în prezenţa oxigenului molecular).


Energie geotermală înseamnă energia stocată în scoarţa pământului sub formă de căldură pe care o putem utiliza direct sau prin transformare în energie electrică. Această energie provine din transferul de căldura dinspre magmă spre scoarţa pământului.

În funcţie de natura geografică a solului se pot exploata următoarele surse de energie geotermală:

- Căldura de suprafaţă; - Rezervoare de apă termală;

- Căldura înmagazinată în roci;


Bibliografiehttp://www.google.ro/imgres?imgurl=http://www.comarion.ro/referate/fisiere/Fizica_htm/

Surse_de_energie

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_cinetic%C4%83

http://farm3.static.flickr.com/2087/2505825983_cd7abc37a6.jpg

http://www.sertec.com.py/telergia/telergia/informaciones/energias/image006.gif

http://msabau.xhost.ro/images/cioc_003.gif

http://www.referatele.com/referate/fizica/online5/Energie---Transferul-de-energie-Energia-activa-si-energia-latenta-Energia-mecanica-Conservarea-energ.php

http://www.digitaldrops.com.br/drops/imagens/Energia-Cinetica.jpg

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie

http://www.energianoastra.ro/uploads/pics/tipuri-energia-mareelor.jpg

http://www.google.ro/search?hl=ro&source=hp&q=energia+potentiala+definitie&meta=&aq=f&oq=

http://www.microhidro.ro/images/Rotor-pale-albastre-turbina-Turgo.jpg

http://www.energianoastra.ro/uploads/pics/tipuri-energia-mareelor.jpg

http://msabau.xhost.ro/images/cioc_003.gif

Fizica - ştiinţă a naturii care studiază fenomenele fizice

Documents

Transcript of Fizica - ştiinţă a naturii care studiază fenomenele fizice