Energi

Energi – den har mange forkledninger

• Energien i en vedkubbe kalles bioenergi.
• Energien i vedovnen sender ut i rommet, kalles strålingenergi, akkurat som energien i solstråler fra sola er strålingsenergi.
• Energi i mat: Kroppen vår får tilført energi gjennom maten.
• Energi i musker: Når vi løper, bruker vi energi som ligger lagret i musklene våre.
• Kjemisk energi: Noen stoffer inneholder mer energi enn andre. Sukker er et eksempel på et stoff som inneholder mye kjemisk energi. Både energien i planter, energien i mat og energien i muskler er kjemisk energi.
• Energi i lyd: Når man hører musikk, treffer lyden øret og får trommehinnen til å vibrere.
• Energi i en strikk: Trekker vi opp en lekefly, lagres det energi i strikken.
• Energi i en fjær: Troll i eske – energien lagres i fjæren til noen åpner lokket.

Stillingsenergi kan lagres

- De aller fleste bevegelser stopper raskt.

- Derfor er ikke bevegelsesenergi egnet til å lagre energi over særlig lang tid.

- Stillingsenergi en annerledes.

- Eks: En sammenpresset fjær kan ligge så lenge vi vil i en eske, uten å miste noe av energien sin.

- Stillingsenergi egner seg altså godt til å lagre energi over lang tid.

Energioverganger – fra det ene til det andre

Energi kjeden viser hvor energien har tatt veien.

• Energi kan overføres fra en form til en annen.
• Når du sykler, brukes energien i musklene dine til å få sykkelen til å bevege seg. Vi kan sette opp denne energiovergangen:
  Muskler → Sykkel
• energi i muskler – bevegelsesenergi
• I denne energiovergangen er det musklene dine som gir fra seg energi, og sykkelen som mottar..
• Vi sier at musklene er energikilde, og sykkelen er energimottaker.
• Vi kan føye på flere energi overganger:
  Muskler → Sykkel → Dynamo → Lyspære
• Energi i muskler – bevegelsesenergi – elektrisk energi – strålingsenergi¨
• I denne energikjeden mottar sykkelen energi fra musklene, men i neste omgang gir den fra seg energi til dynamoen.
• Energikjeden er altså en lang rekke med energimottakere som i neste omgang er energikilder.
• En slik energikjede forteller ikke hva som skjer med all energien.
• Du bruker for eksempel ikke all muskelenergien din til å få sykkelen til å bevege seg. Blant annet blir jo kroppen varm, og dessuten gjør du også mange andre bevegelser i løpet av en dag.
• Energikjeden viser altså bare hva som skjer med en del av energien.

Hvordan måler vi en kraft?

• Kraft måles i newton (N)
• Vi kan måle krefter med en fjærvekt. Fjærvekta kalles også kraftmåler.

Vi kaller det en kraft når noe dytter eller drar på en gjenstand. Kraft måles i newton (N)

Tyngde

• Gjenstander faller mot bakken fordi jorden trekker dem med en kraft som kalles tyngdekraften.

• Som vi ser ut av tabellen en forholdet mellom massen og tyngden 1:10
• Vi kan måle tyngden på en gjenstand ved å henge den i en fjærvekt.

Hva er forskjellen på masse og tyngde?

• Tyngden til en gjenstan er den kraften gjenstanden trekkes mot bakken med. (på månen er tyngden kun 1/6 av hva den er på jorden)
• Tyngden til en gjenstand varierer altså etter hvor gjenstanden befinner seg.
• Massen til en gjenstand forteller derimot hvor mye stoff gjenstanden består av.
• Massen vil ikke forandre seg om vi tok den ut i verdensrommet eller på månen.
• Hvis det for eksempel var en matpakke med masse 1 kg og tyngde 10 N her på jorden, ville tyngden til matpakken i vektløs tilstand vøre 0 N, mens massen fremdeles ville være 1 kg.

Tyngden er en kraft som trekker en gjenstand mot bakken.

Tyngden til en gjenstand varierer, mens massen en den samme overalt.

Arbeid – når en kraft flytter noe

• Når du dytter en barnevogn, vet du at det er både tungt og slitsomt, og at du må bruke mye energi for å dytte barnevogna.
• I fysikken kalles denne måten å overføre energi på for et arbeid.
• Størrelsen på arbeidet er både avhengig av hvor hardt du dytter, og hvor langt du dytter barnevogna.
• Arbeid = kraft * arbeid
• W = F * s
• W = work, F = force, og s = stretch
• Hvis vi slår måleenhetene newton og meter, får vi newtonmeter (Nm)
• Dette er det samme som måleenheten joule (J), som vi bruker for energi.
• Arbeidet du gjorde, forteller jo hvor mye energi du overførte.
• Derfor bruker vi samme målenhet for arbeid og energi.

Hvor mye energi går med til å gjøre et arbeid?

- Vi kan bruke ut arbeidsformelen til å finne ut stor energi vi må bruke når vi gjør et arbeid.

- Vi kan finne ut hvor mye, for eksempel melk, vi trenger for å utføre et arbeid. Vi regner det på formelen:

• Dette regnestykket viser hvor mye energi man trenger for å gjøre et visst arbeid.
• Når vi regner ut slik, må vi huske at kroppen tar omtrent 9/10 av all den energien vi tilfører for å holde kroppen i gang, og for å vedlikeholde den.
• Derfor må du egentlig gange det svaret du får med 10 for å finne ut den riktige mengden med energi som kroppen din trenger.

Ikke alt arbeid er arbeid

• Ordet arbeid blir ofte også brukt i andre sammenhenger enn i kun fysikk.
• Et eksempel på det er at man har en jobb, at man har et arbeid.
• En baker gjør et arbeid, han knar og elter for eksempel brøddeigen slik at den skal bli god og fast.
• Selv om vi holder på med noe som er aldri så slitsomt, behøver det ikke  å være et arbeid i den forstanden vi mener det i naturfag.
• Bare når det blir overført energi til en annen gjenstand ved hjelp av kraft, kaller vi det er arbeid i fysisk forstand.

Energiloven

• Hvis vi holder en ball i ro i hånden, har ballen stillingsenergi.
• Så lenge den er i ro, har den ikke noen bevegelsesenergi.
• Hvis vi slipper den, minker stillingsenergien til ballen gradvis.
• Men samtidig som stillingsenergien minker, øker farten til ballen.
• Den får altså større og større bevegelsesenergi.
• Ballen mister inne noe energi, men energiformen endres gradvis etter hvert som ballen faller!
• I selve spretten mot bakken blir ballen presset sammen, nesten som en fjær.
• Da er energien et øyeblikk lagret i form av stillingsenergi.
• Like etterpå får ballen igjen sin vanlige fasong, og har fart oppover.
• Forskere har gjort grundige forsøk på dette med ulike energioverganger.
• Alle slike undersøkelser har vist at energi ikke skapes eller blir borte, men bare skifter form hele tiden.
• Denne egenskapen uttrykkes i en av de viktigste lovene i hele naturvitenskapen:

Energiloven: Energi kan verken skapes eller forsvinne, bare overføres fra én energiform til en annen.

Energien blir ikke brukt opp – den blir vanskeligere å utnytte!

• Vi kan bare utnytte energien til noe nyttig når vi overfører dem fra ett sted til et annet, enten ved hjelp av arbeid eller varme.
• Fro hver gang vi utnytter energien, blir det litt vanskeligere å utnytte den neste gang.
• Når vi ikke lengre kan overføre energien, kan i heller ikke utnytte energien til noe nyttig.
• I praksis er jo da energien ”brukt opp” for oss, selv om det ville være mest korrekt å si at energien ”ikke lenger er tilgjengelig”