仕事とエネルギー: 違いと比較

粒子のシステムは、システムに存在する多くの関数によって定義されます。 これらの関数は、力、変位、仕事、エネルギーなどです。

1 つの関数は、システムに定義された別の関数から派生することも、システムに定義された別の関数から派生することもできます。機能は相関しているため、区別するのは困難です。

仕事とエネルギーは、互いに依存しているが互いに異なる XNUMX つのスカラー関数です。

それらの違いを知ることは、システムを完全かつ正確に定義するために重要です。

主要な取り組み

1. 仕事は、物体に力が加えられて力の方向に移動するときに伝達されるエネルギーの量であり、エネルギーは仕事をする能力です。
2. 仕事はオブジェクトの変位に依存するためスカラー量であり、エネルギーは考慮されているエネルギーのタイプに応じてスカラー量またはベクトル量です。
3. 仕事の単位はジュールで、エネルギーもジュールですが、カロリーや電子ボルトなどの他の単位で表すことができます。

仕事対エネルギー

物理学では、仕事は距離にわたって加えられる力の尺度であり、動きを引き起こすための努力を意味します。 物理学では、エネルギーは仕事をする、または変化を開始する全体的な能力であり、運動、ポテンシャル、熱、核などのいくつかの形式で存在します。

オブジェクトで行われた仕事は、オブジェクトの方向の変化と変位を引き起こすオブジェクトに適用される力です。 物体に作用する仕事は、力の方向と変位の方向の関係によって、正または負になります。

エネルギーとは、物体が仕事を受ける能力です。物体があるシステムでは、エネルギーによって仕事が生み出されます。物体のエネルギーは、物体の方向や変位には依存しません。エネルギーには、化学エネルギー、位置エネルギー、機械エネルギーなど、さまざまな種類があります。

比較表

比較のパラメータ	仕事	エネルギー
意味	方向を変えたり、物体の変位を引き起こしたりするために、物体に加えられる力です。	それは、作品を制作または作成する能力です。 それはシステムの機能です。
語源	これは 1826 年から使用されています。フランスの数学者ガスパール＝ギュスターヴ・コリオリによって造語されました。	これはギリシャ語の「エネルギー」に由来し、アリストテレスがこの用語を紀元前 4 世紀に導入して以来使用されてきました。
リーダーシップ	仕事は方向依存です。 加えられた力が変位の方向と同じ方向にある場合、仕事は正であり、逆の場合も同様です。	エネルギーはスカラー量であるため、方向に依存しません。
変位	オブジェクトが変位を受けないと仮定します。 その場合、オブジェクトが一定の距離を移動した後、最初の位置に戻ったとしても、オブジェクトの作業はゼロと見なされます。	エネルギーは、変位の値に完全に依存しているわけではありません。 したがって、変位がゼロであっても、適用されるエネルギーがゼロである必要はありません。
方程式	仕事の数値の方程式は、労働力 x 距離です。	電気、化学などのように多くの種類のエネルギーがあるため、エネルギーを見つけるための方程式はたくさんあります。

仕事とは？

行われた仕事は、オブジェクトの動きの方向の変位と変更を引き起こすためにオブジェクトに適用される力です。

また、外力によって物体に伝達され、物体の状態を変化させるエネルギーを測定するためにも使用されます。

オブジェクトで行われる作業は、方向に依存します。 加えられた力の方向が、生じた変位の方向と同じである場合、行われた仕事は正です。

加えた力の方向が反対であれば、なされた仕事は負になります。

行われた仕事の方程式は

仕事＝力×変位。

仕事の SI 単位はジュール (J) ですが、Nm を使用することもできます。 1 ジュールは、1 m の変位を引き起こすために適用される XNUMX N の外力として定義されます。

例：壁を押す。 この場合、変位がないため、行われた仕事はゼロです。 カートンを A から B に押し込みます。作業が完了しました。

エネルギーとは？

エネルギーとは、物体に外力を生み出す仕事を受ける物体の能力です。 粒子系のエネルギーは常に保存されます。 したがって、エネルギー保存の法則に従います。

粒子のシステムでは、エネルギーを作成したり破壊したりすることはできません。 ある形から別の形へと変化しなければなりません。 このように、エネルギーにはたくさんの種類があります。

例: 機械エネルギー、化学エネルギー、位置エネルギー。

各種類のエネルギーは、さまざまな種類のシステムで使用されるエネルギーを定義するために使用されます。 例：化学エネルギーは、周囲の化学変化から得られるエネルギーです。

エネルギーの種類ごとにエネルギー方程式は異なります。

ポテンシャルエネルギーの方程式は、
E = うーん
エネルギーの SI 単位も J であり、Nm(ニュートンメートル)で表すことができます。

仕事とエネルギーの主な違い

1. 「仕事」と「エネルギー」という XNUMX つの用語の定義は異なります。 仕事は、物体にかかる力として定義されます。 適用される力は、オブジェクトの方向または変位の変化を引き起こす必要があります。 そうして初めて、作業が完了します。 一方、エネルギーは、物体に対して仕事を生産または作成する能力です。 オブジェクトは仕事を受けることができます。
2. 4つの言葉の語源も異なります。 「エネルギー」という用語は、紀元前 1826 年にアリストテレスによって導き出されました。 ギリシャ語の「エネルギー」から造られた造語で、この用語が造られて以来使用されています。 仕事とエネルギーは密接に結びついていますが、仕事の導出はずっと後に行われました. XNUMX年にフランスの数学者ガスパール＝ギュスターヴ・コリオリによって初めて造られた。
3. エネルギーと仕事はスカラー量です。つまり、大きさは方向に依存しません。 しかし、行われる作業は方向に依存します。 加えられた力が物体の変位方向と同じ方向にある場合、行われた仕事は正であり、逆の場合も同様です。 ここでは、行われる仕事の大きさは方向に依存しませんが、仕事は行われます。 エネルギーは方向に依存しません。
4. オブジェクトで行われる仕事のために、オブジェクトは変位を受けなければなりません。 物体がある距離を移動して元の位置に戻るとき、距離はゼロではありませんが、物体の変位はゼロです。 この場合、行われた仕事もゼロです。 エネルギーは、オブジェクトの変位に完全に依存しているわけではありません。
5. 仕事の大きさを計算する式は、

仕事＝力×変位。

エネルギーの式は、エネルギーの種類によって異なります。 位置エネルギーの方程式は E=mgh ですが、運動エネルギーの方程式は E=1/2 kv^2 です。

参考情報

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