エネルギーは、仕事を実行する物理システムの容量として定義されます。ただし、エネルギーが存在するからといって、必ずしも仕事をするために利用できるとは限らないことに注意してください。
エネルギーの形態
エネルギーは、熱、運動または機械エネルギー、光、位置エネルギー、電気エネルギーなど、いくつかの形で存在します。
- 熱 - 熱または熱エネルギーは、原子または分子の動きからのエネルギーです。温度に関連するエネルギーと見なされる場合があります。
- 運動エネルギー - 運動エネルギーは運動のエネルギーです。揺れる振り子には運動エネルギーがあります。
- 位置エネルギー - これは物体の位置によるエネルギーです。たとえば、テーブルの上に置かれたボールには、重力が作用するため、床に対する位置エネルギーがあります。
- 機械エネルギー - 力学的エネルギーは、物体の運動エネルギーと位置エネルギーの合計です。
- ライト - 光子はエネルギーの一形態です。
- 電気エネルギー - これは、陽子、電子、イオンなどの荷電粒子の運動によるエネルギーです。
- 磁気エネルギー - この形のエネルギーは磁場から生じます。
- 化学エネルギー - 化学エネルギーは、化学反応によって放出または吸収されます。原子と分子の間の化学結合を切断または形成することによって生成されます。
- 原子力エネルギー - これは、原子の陽子と中性子との相互作用によるエネルギーです。通常、これは強い力に関連しています。例としては、核分裂と核融合によって放出されるエネルギーがあります。
他の形態のエネルギーには、地熱エネルギーと、再生可能または再生不可能としてのエネルギーの分類が含まれる場合があります。
エネルギーの形態間に重複がある可能性があり、オブジェクトは常に一度に複数のタイプを所有しています。たとえば、揺れる振り子は、運動エネルギーと位置エネルギー、熱エネルギーの両方を持ち、(その構成に応じて) 電気エネルギーと磁気エネルギーを持つ場合があります。
エネルギー保存の法則
エネルギー保存の法則によれば、エネルギーは別の形に変化する可能性がありますが、システムの総エネルギーは一定のままです。たとえば、2 つのビリヤード ボールが衝突すると静止し、その結果エネルギーが音になり、衝突点でわずかな熱が発生する可能性があります。ボールが動いているとき、ボールには運動エネルギーがあります。動いているか静止しているかにかかわらず、地面の上のテーブルの上にあるため、位置エネルギーも持っています。
エネルギーは作り出すことも破壊することもできませんが、形を変えることができ、質量にも関係しています。質量エネルギー等価理論では、参照フレーム内で静止している物体には静止エネルギーがあると述べています。追加のエネルギーがオブジェクトに供給されると、実際にはそのオブジェクトの質量が増加します。たとえば、スチール ベアリングを加熱すると (熱エネルギーが追加されます)、その質量がわずかに増加します。
エネルギーの単位
エネルギーの SI 単位は、ジュール (J) またはニュートン メートル (N * m) です。ジュールは仕事の SI 単位でもあります。
