- Energija je sposobnost tijela da može obavljati rad. Rad nastaje smanjenjem ("trošenjem") energije tijela. Rad je energija u prijelazu (s izvora energije na trošilo). - Vrste energije:
- Potencijalna energija - energija koju tijela imaju zbog svog položaja ili stanja u kojem se nalaze.
- Elastično tijelo ima elastičnu potencijalnu energiju, ako mu radom promijenimo oblik. Otpuštanjem, napeto elastično tijelo može izvršiti rad.
- Energija se može pretvarati iz jednog oblika u drugi pri čemu se vrši rad. Energija se ne može stvoriti niti nestati, ona se samo pretvara iz jednog oblika u drugi ili prelazi s jednog tijela na drugo (zakon očuvanja energije).
- Snaga je fizikalna veličina koja izražava koliki rad obavi čovjek ili stroj u jedinici vremena (brzina kojom se obavlja rad).
- Korisnost. Uređaji i strojevi pretvaraju uloženu energiju u čovjeku koristan rad ili energiju. - Jednostavni alati (poluga, kolotura, kosina) omogućuju da manjom silom uravnotežujemo veću.
Tijelu koje obavlja rad energija se smanjuje (ono je izvor energije). Izvršeni rad jednak je promjeni energije tijela.
Izvori energije: Sunce, vjetar, voda, valovi, fosilna goriva (ugljen, nafta, zemni plin);
obnovljivi i neobnovljivi izvori energije.
W = ΔE, ΔE = E2 - E1
Energija i rad imaju istu jedinicu: džul (J); 1 J = 1 N⋅m
Tijelo koje se giba ima kinetičku energiju (Ek) - energiju gibanja.
Potencijalnu energiju (Ep) ima tijelo zbog svog položaja ili stanja u kojem se nalazi (gravitacijska, kemijska i elastična energija - energije stanja ili položaja).
Mehanička energija je ona koju tijelo ima zbog gibanja ili zbog svog položaja. Svi oblici mehaničke energije mogu se svesti na energiju gibanja (kinetičku) i energiju stanja ili položaja (potencijalnu).
Toplina, svjetlost i zvuk su oblici energije koja se prenosi od jednog tijela (izvora) na drugo tijela na različite načine (energija zračenja).
U gravitacijskom polju Zemlje (u prostoru u kojem djeluje gravitacijska sila Zemlje) sva tijela imaju gravitacijsku energiju. Gravitacijska potencijalna energija je energija tijela na određenoj visini iznad Zemlje.
- Za podizanje tijela težine G na visinu h iznad površine Zemlje treba izvršiti rad:
W = G ⋅ h - rad koji je jednak povećanju gravitacijske potencijalne energije tijela:
Ep = G ⋅ h ili Ep = m g h
- Dok tijelo slobodno pada, njegova gravitacijska potencijalna energija se smanjuje, a kinetička energija se povećava. U svakom trenutku je zbroj potencijalne i kinetičke energije tijela stalan (zakon očuvanja mehaničke energije): E = Ek + Ep.
Snaga = radvrijeme, P = Wt
Mjerna jedinica za snagu je vat (W), 1 W = 1 J⋅s,
Tijelo ili stroj ima snagu 1W ako za vrijeme od 1 sekunde izvrši rad od 1J.
Iz definicijskog izraza P = W / t dobijemo drugi izraz za rad: W = P ⋅ t, odakle je druga jedinica za rad: vatsekunda (Ws) i veća jedinica kilovatsat (kWh)
Korisnost je omjer korisnog (dobivenog) rada Wk i uloženog rada Wu:
η = WkWu ⋅ 100% ili
η = PkPu ⋅ 100%
Pri tome je uvijek η < 1 jer se jedan dio uložene energije uvijek pretvori u čovjeku nekorisnu energiju, najčešće na povećanje unutarnje energije (toplinu).