1 of 30

Energia

Petri Nousiainen

2018 - 2020

2 of 30

Energia E

Energia on mukana kaikissa tapahtumissa.

Energia on kyky tehdä työtä, siis aiheuttaa muutoksia.

3 of 30

Energia

Energian tunnus on E

Energian yksikkö on

1 joule = 1 J = 1 kg·m²/s²

4 of 30

Sidottu energia

Sidottu energia on varastossa.

Se ei aiheuta muutoksia mutta sillä on kyky muutoksiin.

5 of 30

Vapaa energia

Vapaa energia tekee työtä eli aiheuttaa muutoksia.

Kun sidotusta energiasta tulee vapaata, se muuttuu muodosta toiseen.

6 of 30

Liike-energia

Liikkuvalla kappaleella on energiaa. Liike-energia Ek on vapaata.

7 of 30

Liike-energia

Törmäyksessä liike-energia aiheuttaa muutoksia kappaleen muotoon. Se tekee siis työtä.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Car_crash_2.jpg

8 of 30

Potentiaali-energia

potentiaali = kyky

Potentiaalienergia Ep on sidottua energiaa.

9 of 30

Asemaenergia on painovoiman aiheuttamaa potentiaali-�energiaa.

Voisin pudota, mutta pöytä ei anna.

G

N

potentiaali = mahdollisuus

10 of 30

Asemaenergia

Asemaenergia riippuu kappaleen painosta ja asemasta:

G=paino, m=massa, h=korkeus nollatasosta,�g=painovoiman aiheuttama kiihtyvyys

Ep = Gh = mgh

11 of 30

Asemaenergia voi muuttua liike-energiaksi.

Lattia,�täältä tullaan!

G

12 of 30

Potentiaalienergia on sitä suurempi, mitä korkeammalla kappale on nollatasoon verrattuna.

13 of 30

Liike-energia

Liikkuvalla kappaleella on nopeutensa vuoksi liike-energiaa eli �kineettistä energiaa Ek.

14 of 30

Liike-energia

Liike-energia riippuu kappaleen massasta ja sen nopeudesta:

m=massa, v=nopeus

Ek= mv2

1

2

_

15 of 30

suuri massa →

suuri liike-�energia

16 of 30

suuri nopeus → suuri liike-�energia

17 of 30

Mekaaninen energia säilyy:

E=Ek+Ep

Pallon pudotessa asemaenergia muuttuu liike-energiaksi.

Pallon pompatessa liike-energia muuttuu asemaenergiaksi.

18 of 30

Heiluri

suurin nopeus → suurin liike-energia

pienin korkeus → pienin potentiaalienergia

pienin nopeus → pienin liike-energia

suurin korkeus → suurin potentiaalienergia

19 of 30

Työ W

Kun kone, eliö tai ihminen tekee työtä, �se muuttaa energiaa toiseen muotoon.

20 of 30

Työ W

Työn määrä W on �muuntuneen energian määrä:

W = ΔE

21 of 30

Energianmuutoskaavio

Energianmuutoskaavio kuvaa, miten energia muuttuu toiseen muotoon.

22 of 30

Energianmuutoskaavio

Energian alkuperäinen muoto

Muutos / vuorovaikutus

Energian uusi �muoto

Joku muu �uusi muoto

Kokonaisenergia säilyy!

23 of 30

Energianmuutoskaavio jarrutuksesta

Liike-energia

Kitka

Liike-energia

Lämpö

24 of 30

Energianmuutoskaavio hehkulampusta

Hehkulanka vastustaa sähkövirtaa

Valo

Lämpö

Sähkö-�energia

(varausero)

25 of 30

Mekaaninen työ

Kappaleen liiketilan muuttamiseen kuluva työ

W = Fs

(työ on voima kertaa matka)

26 of 30

W = Fs

F

s

Työ W riippuu kappaleen siirtämiseen tarvittavasta voimasta F ja matkasta s.

27 of 30

W = Fs = Gh

F

h

Nostamiseen tarvittava voima F on yhtä suuri kuin kappaleen paino G.

G

28 of 30

Teho P

Teho kuvaa työn tekemisen nopeutta.

Tehokas tekee paljon työtä lyhyessä ajassa.

29 of 30

Teho P

Teho on työn ja siihen käytetyn ajan suhde:

P=W/t

Tehon tunnus P

Tehon yksikkö 1 J/s = 1 W = 1 watti

30 of 30

Hyötysuhde

Hyötysuhde on hyödylliseen muotoon muuttuneen energian osuus kulutetusta energiasta.

resistanssi

Valo 7%

Lämpö�93 %

Sähkö

Perinteisen hehkulampun hyötysuhde on 7 %.