Töö vs energia: erinevus ja võrdlus

Osakeste süsteemi määratlevad paljud süsteemis esinevad funktsioonid. Need funktsioonid on jõud, nihe, töö, energia jne.

Ühe funktsiooni saab tuletada teisest süsteemi jaoks määratletud funktsioonist või sellest. Funktsioonid on korrelatsioonis nii, et neid on raske eristada.

Töö ja energia on kaks sellist skalaarfunktsiooni, mis on üksteisest sõltuvad, kuid erinevad üksteisest.

Süsteemi täielikuks ja täpseks määratlemiseks on oluline teada nende erinevust.

Võtme tagasivõtmine

1. Töö on ülekantud energia hulk, kui objektile rakendatakse jõudu ja liigutatakse seda jõu suunas, samas kui energia on võime teha tööd.
2. Töö on skalaarsuurus, kuna see sõltub objekti nihkest, samas kui energia on skalaar- või vektorsuurus, olenevalt vaadeldavast energia tüübist.
3. Töö ühik on džaul ja energia on samuti džaul, kuid seda saab väljendada ka muudes ühikutes, näiteks kalorites või elektronvoltides.

Töö vs energia

Füüsikas on töö vahemaa jooksul rakendatud jõu mõõt, mis tähistab pingutust liikumise tekitamiseks. Füüsikas on energia üldine võime teha tööd või algatada muutusi ning see võib esineda mitmel kujul, nagu kineetiline, potentsiaalne, termiline, tuumaenergia jne.

Objektil tehtav töö on objektile rakendatav jõud, mis põhjustab objekti suunamuutuse ja nihke. Objektiga tehtav töö võib olla positiivne või negatiivne, olenevalt jõu suuna ja nihke suuna vahelisest seosest.

Energia on võime objektist, mida tööd teha. Nad toodavad või looma töötada süsteemis objektiga. Objekti energia ei sõltu objekti suunast ega nihkest. Energiat on mitut tüüpi, näiteks keemiline, potentsiaalne ja mehaaniline energia.

Võrdlustabel

Võrdlusparameetrid	Töö	energia
Tähendus	See on objektile rakendatav jõud, mis põhjustab objekti suunamuutuse või nihke.	See on võime toota või luua tööd. See on süsteemi funktsioon.
Etymoloogia	Seda on kasutatud aastast 1826. Selle lõi prantsuse matemaatik Gaspard-Gustave Coriolis.	See on tuletatud kreekakeelsest sõnast "Energia" ja seda on kasutatud alates sellest, kui Aristoteles võttis selle mõiste kasutusele aastal 4 eKr.
Eestvedamine	Töö on suunast sõltuv. Kui rakendatav jõud on nihke suunaga samas suunas, on töö positiivne ja vastupidi.	Energia ei sõltu suunast, kuna see on skalaarne suurus.
Veeväljasurve	Oletame, et objekt ei nihkuta. Sel juhul loetakse objekti töö nulliks, isegi kui objekt on läbinud teatud vahemaa, kuid naaseb algasendisse.	Energia ei sõltu täielikult nihke väärtusest. Seega isegi kui nihe on null, ei pea rakendatud energia olema null.
Võrrand	Töö arvväärtuse võrrand on tööjõud x vahemaa.	Energia leidmiseks on palju võrrandeid, kuna energiat on mitut tüüpi, nagu elektriline, keemiline jne.

Mis on Töö?

Tehtud töö on jõud, mis rakendatakse objektile, et põhjustada nihkumist ja objekti liikumissuuna muutumist.

Seda kasutatakse ka välisjõu poolt objektile ülekantava energia mõõtmiseks, et tekitada objekti oleku muutus.

Objektil tehtav töö sõltub suunast. Kui rakendatud jõu suund on sama mis tekitatud nihke suund, siis on tehtud töö positiivne.

Kui rakendatud jõu suund on vastupidine, on tehtud töö negatiivne.

Tehtud töö võrrand on

töö = jõud x nihe.

Tehtud töö SI ühik on džaulid(J), kuid võib kasutada ka Nm. Üks džaul on määratletud kui 1 N välisjõud, mis rakendatakse 1 m suuruse nihke tekitamiseks.

Näide: seina lükkamine. Sel juhul on tehtud töö null, sest nihkumist pole. Karbi lükkamine punktist A punkti B. Töö on tehtud.

Mis on Energia?

Energia on objekti võime läbida tööd, et tekitada objektile välisjõud. Osakeste süsteemi energia säilib alati. Seega järgib see energia jäävuse seadust.

Osakeste süsteemi jaoks ei saa energiat luua ega hävitada. See peab muutuma ühest vormist teise. Seetõttu on energiat mitut tüüpi.

Näited: mehaaniline energia, keemiline energia ja potentsiaalne energia.

Igat tüüpi energiat kasutatakse erinevat tüüpi süsteemides kasutatava energia määratlemiseks. Näide: Keemiline energia on energia, mis saadakse keskkonna keemilistest muutustest.

Igal energiatüübil on erinev energia võrrandid.

Potentsiaalse energia võrrand on
E=mgh
energia SI ühik on samuti J ja seda saab esitada kui Nm (njuutonmeeter).

Peamised erinevused töö ja energia vahel

1. Kahel mõistel "töö" ja "energia" on erinevad määratlused. Töö on defineeritud kui objektile rakendatav jõud. Rakendatav jõud peaks põhjustama objekti suunamuutuse või nihke; alles siis tehakse tööd. Teisest küljest on energia võime toota või luua objektil tööd. Objekt võib läbida töö.
2. Nende kahe sõna päritolu on samuti erinev. Mõiste "energia" tuletas Aristoteles aastal 4 eKr. See tuletati kreekakeelsest sõnast "Energia" ja seda on kasutatud alates selle mõiste loomisest. Kuigi töö ja energia on omavahel tihedalt seotud, tehti töötuletus palju hiljem. Selle võttis esmakordselt kasutusele prantsuse matemaatik Gaspard-Gustave Coriolis 1826. aastal.
3. Energia ja töö on skalaarsuurused, st suurus ei sõltu suunast. Kuid tehtud töö sõltub suunast. Kui rakendatav jõud on objekti nihkesuunaga samas suunas, siis on tehtud töö positiivne ja vastupidi. Siin ei sõltu tehtud töö suurus suunast, vaid töö on tehtud. Energia ei sõltu suunast.
4. Objektil tehtava töö jaoks peab objekt läbima nihutamise. Kui objekt liigub teatud kaugusele ja naaseb oma algasendisse, kuigi vahemaa ei ole null, on objekti nihe null. Sel juhul on tehtud töö samuti null. Energia ei sõltu täielikult objekti nihkest.
5. Töö suuruse arvutamise võrrand on

Töö = jõud x nihe.

Energia võrrand on erinevate energialiikide puhul erinev. Potentsiaalse energia puhul on võrrand E=mgh, samas kui kineetilise energia puhul on võrrand E=1/2 kv^2.

viited

1. https://aapt.scitation.org/doi/abs/10.1119/1.1286662
2. https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/19681402006

Viimati värskendatud: 11. juunil 2023