کار و انرژی
اگر انرژی را به صورت «کار ذخیره شده» یا «توانایی انجام کار» تعریف کنیم، توانسته‌ایم تا حدود زیادی تعریفی از انرژی ارائه نماییم. هر چند که این تعریف چندان جامع و کامل نیست. در حقیقت وجود ما و دنیای اطراف ما بدون وجود انرژی و حتی تبدیل آن به صورت های گوناگون امری محال است؛ لذا انرژی نه از بین می‌رود و نه به وجود می‌آید.
وجود ما و دنیای اطراف ما بدون وجود انرژی و حتی تبدیل آن به صورت‌های گوناگون امری محال است؛ لذا انرژی نه از بین می‌رود و نه به وجود می‌آید. در حقیقت انرژی همواره از صورتی به صورت دیگر تبدیل می‌شود و همین امر کارها را به سرانجام می‌رساند. برای نمونه انرژی موجود در دریاچه‌های پشت سدها، انرژی ارتفاعی است. خودروهای در حال حرکت، مثل بسیاری از اشیا متحرک دیگر، دارای انرژی حرکتی هستند. در کمان تیراندازی انرژی کششی نهفته است و در ابرهای باران‌زا نیز می‌توانیم انرژی الکتریکی را بیابیم.
در تعریف انرژی می‌توانیم بگوییم که انرژی توانایی انجام کار است. یعنی تمامی موجودات برای انجام کار باید غذا مصرف کنند تا این غذا به صورت انرژی در ماهیچه‌های آن‌ها ذخیره شود که در موقع لازم بتوانند از آن استفاده کنند. با پیشرفت و انقلاب تکنولوژیک تمامی دستگاه‌ها و ماشین‌ها به نوعی از انرژی‌های مختلف استفاده می‌کنند. مثلاً ماشین بنزین مصرف نکند برای ما نمی‌تواند کار انجام دهد یا یخچال انرژی الکتریکی مصرف نکند، نمی‌تواند عمل سرمایشی انجام دهد.
اندازه گیری انرژی
بدون تردید اندازه‌گیری انرژی با توجه به اهمیت زیاد آن، باید بسیار دقیق باشد، آن هم با ارزش روز افزون انرژی، که دنیا را دگرگون ساخته است. برای اندازه گیری انرژی واحدهایی وجود دارند که معروف‌ترین آن‌ها «کیلو وات - ساعت» (KWh) است. میزان مصرف برق هر وسیله برقی خانگی را با همین واحد اندازه‌گیری می‌کنند.
کار و انرژی
انرژی و کار کاملاً به هم مربوط هستند؛ هرگاه کاری انجام شود ممکن است حالت‌های زیر برای انرژی پیش آید:
1)هنگام انجام کار، انرژی از صورت یا نوعی به صورت یا نوع دیگر تبدیل می‌شود.
2) هنگام انجام کار، انرژی از یک جسم به جسم دیگر انتقال یابد.
نکته: انرژی و کار ارتباط بسیار نزدیکی به یکدیگر دارند. طوری که می‌توان گفت هرگاه کاری انجام می‌شود. حتماً انجام کار با تبدیل انرژی همراه است و یا انرژی از جسمی به جسم دیگر انتقال یافته است. همچنین، هرگاه جسمی دارای انرژی باشد می‌توان در صورت ایجاد شرایط مناسب به کمک آن انرژی جسمی را به حرکت درآورد.
انرژی در طبیعت به صورت‌های مختلفی وجود دارد. برخی صورت‌های انرژی عبارتند از: انرژی هسته‌ای، انرژی الکتریکی، انرژی جنبشی، انرژی پتانسیل گرانشی و ...
در زیر به بعضی از آن‌ها اشاره می‌شود:
انرژی مکانیکی
یکی از متداول‌ترین گونه‌های انرژی، انرژی مکانیکی است. انرژی مکانیکی به دو صورت ظاهر می‌شود: انرژی جنبشی، انرژی پتانسیل.
انرژی جنبشی
هنگامی که جسمی را هل می‌دهید یا از ارتفاعی رها می‌کنید انرژی جنبشی تولید می‌کنید. در واقع انرژی جنبشی انرژی است که جسم به علت حرکتش دارد. به طور کلی هر جسمی که سرعت دارد دارای انرژی جنبشی است. طبق رابطه‌ی زیر می‌توانید مقدار انرژی جنبشی یک جسم را بدست آورید:
که در آن K انرژی جنبشی، m جرم جسم و v سرعت جسم است.
انرژی پتانسیل
انرژی پتانسیل انرژی است که جسم به واسطه‌ی مکانش در خود ذخیره می‌کند. اجسام به خاطر ارتفاع خود از سطح زمین (یا هر سطح مرجع دیگری) در خود انرژی پتانسیل ذخیره می‌کنند که آن را با نام انرژی پتانسیل گرانشی می شناسیم.
اگر ارتفاع از سطح مرجع h باشد، انرژی پتانسیل نسبت به سطح مرجع از رابطه U = mgh به دست می‌آید که در آن m جرم جسم و g شتاب گرانشی است.
انرژی مکانیکی کل
کمیتی که همواره مقداری یکسان دارد یک کمیت پایسته خوانده می‌شود. هنگامی که این ورزشکار در میان هواست (اگر اثرهای کوچک مقاومت هوا را نادیده بگیریم) فقط انرژی پتانسیل روی او کار انجام می‌دهد و پایین رفتن آن از انرژی پتانسیل آن کم شده و به انرژی جنبشی آن اضافه می‌شود. انرژی مکانیکی E که مجموع انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی است در طول مسیر پایسته است.
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مرتضی عرفانیان
تنظیم: مریم فروزان کیا
