③ Energi & arbeid ⚡
Energi er evnen til å utføre arbeid. Den kan ikke lages eller ødelegges – bare omdannes. Det kalles energibevaringsloven, og det er kanskje den viktigste loven i hele fysikken!
Hva handler energi om?
Energi handler om hva som kan skje: bevegelse, høyde, varme, elektrisitet og arbeid. I mekanikken bruker vi ofte energi når kraftregning blir tungvint.
Når bruker du energi?
- Når fart og høyde bytter plass.
- Når du ikke trenger å finne tiden.
- Når friksjon er null eller kan regnes som energitap.
- Når du skal finne effekt eller virkningsgrad.
Typiske feil
- Å glemme at farten står i andre potens i E_k.
- Å blande joule, watt og kWh.
- Å bruke energibevaring uten å ta med friksjonstap.
| Størrelse | Formel | Beskrivelse | Enhet |
|---|---|---|---|
| Kinetisk energi | E_k = ½·m·v² | Bevegelsesenergi | J |
| Potensiell energi | E_p = m·g·h | Stillingsenergi (høyde h) | J |
| Arbeid | W = F·s·cos θ | θ = vinkel mellom F og bevegelse | J |
| Effekt | P = W / t | Energi brukt per tidsenhet | W |
| Energibevaring | E_k + E_p = konstant | Total mekanisk energi er bevart (uten friksjon) | J |
| Virkningsgrad | η = W_nyttig / W_tilført | Alltid mellom 0 og 1 (eller 0–100 %) | — |
Hva er energibevaringsloven?
Energibevaringsloven sier at energi ikke kan skapes eller forsvinne, bare omdannes. I mekanikk bruker vi ofte E_k + E_p = konstant når friksjon og luftmotstand kan ses bort fra.
Hva er energi formel?
De viktigste energiformlene er E_k = ½·m·v² for bevegelsesenergi og E_p = m·g·h for stillingsenergi. Begge måles i joule (J).
Hva er arbeid formel?
Arbeid regnes med W = F·s·cos θ. Når kraften virker samme vei som bevegelsen, blir det enklere: W = F·s.
En 2 kg ball rulles fra toppen av en 10 m høy bakke (fra ro). Hva er hastigheten nederst? (g = 10, ingen friksjon)
Energi øverst (alt potensiell):
Energi nederst (alt kinetisk, h = 0):
Løs for hastighet:
En motor løfter 500 kg gods 20 m på 40 s. Hva er effekten? (g = 10)
W = m·g·h = 500·10·20 = 100 000 J. P = W/t = 100 000/40 = 2500 W = 2,5 kW
Fra NDLA · CC BY-SA 4.0 · Av Amendor AS