Energibegreppet

Energiprincipen: Energi kan varken skapas eller försvinna, bara omvandlas eller överföras.

Enheten för energi är joule, J.

Arbete

Arbete definieras som \(W = F \cdot s \cdot \cos \varphi\) när kraften \(F\) är konstant, och \(\varphi\) är vinkeln mellan kraften och vägen.

Effekt defi nieras som arbete per tidsenhet, \[ P = \frac{W}{t} \] Effekten säger oss hur snabbt arbetet blir gjort.

Kinetisk energi

Kinetisk energi ges av \( \displaystyle W_{\text{k}} = \frac{1}{2}mv^2 \).

Potentiell energi

Potentiell energi i tyngdfältet ges av \( W_{\text{p}} = mgh \).

Mekanisk energi

Mekanisk energi är summan av kinetisk och potentiell energi: \[ W_\text{mek} = W_\text{k} + W_\text{p} \]

Friktion

Glidfriktion: \( F_\mu \) är friktionskraften på ett föremål som glider mot underlaget. Friktionstalet \(\mu\) är då lika med förhållandet mellan friktionskraften \( F_\mu \) och normalkraften \(F_\text{N} \) från underlaget, \[ \mu = \frac{F_\mu}{F_\text{N}} \]

Vilofriktion är friktionskraften på ett föremål i vila.

Friktionsarbete: Glidfriktionen verkar alltid mot rörelsen och utför ett arbete på föremålet, \[ W_\mu = F_\mu s \] Friktionsarbetet leder alltid till att mekanisk energi omvandlas till andra energiformer. Detta leder till att den mekaniska energin minskar.

Luftmotstånd

För luftmotstånd finns det ingen enkel lag eller formel.

Luftmotståndet beror på ett komplicerat sätt av föremålets hastighet, form och yta.

Försök har lett fram till en enkel modell som stämmer ganska bra. \[ F_\text{luft} = kv^2 \text{, där \(k\) är en konstant. } \]