Gyerekek, most különösen nem vagyok megelégedve a tankönyvvel! Ezért másképp dolgozom fel a témát. Remélem, ez alapján egy picit meg fogod érteni az energia fogalmát. Ha végeztél az anyaggal, szerintem szüleidet is megkérdezheted, mit tudnak mondani az energiáról. Hasznos beszélgetés lesz, mert a poszt elolvasása után már kezded te is érezni, mi is az az energia. Tehát a szülők által mondottakat el tudod helyezni az itt megismertek mellé. Nos kezdjük azzal és Ádámnál, Évánál, hogy mire is használjuk a hétköznapokban ezt a szót?

Az ősember felhasználható energiához legelőször a tűzgyújtáskor jutott. A tűz által szerzett energia segítségével nem csak melegedni tudott. Tűz nélkül sohasem jutott volna kezdetleges fegyvereihez, az íjhoz és a lándzsához, valamint a későbbi fémeszközökhöz sem. A megfeszített íjba is energiát táplált be, amelyet kilövéskor a repülő nyílvessző visz magával mozgási energia formájában.

Napjainkban a különböző típusú erőművekben előállított villamos energia forrása is jól nyomon követhető. A vízerőmű a hatalmas mennyiségű lezúduló víz helyzeti energiáját alakítja át.Nézzétek meg ezt a duzzasztógátat, szinre érezni is lehet az erőt, az energiát. Nem ide tartozik, de képzeljétek el, micsoda iszonyú nyomást kell kiállni a gát falának a mögötte levő tömeg miatt! Plusz mennyi betont kell odarakni, hogy elég szilárd legyen. Ez aztán a mérnöki teljesítmény. Itt nem lehet rosszul számolni az építés előtt, itt tudni kell a fizika törvényeit! A hőerőművek a fűtőanyagban található kémiai energiát, míg az atomreaktorok az anyag parányi részecskéinek, az atomoknak az energiáját szabadítják fel.

Mai világunkban az energia egyre könnyebbé teszi életünket. A műszaki fejlődés lehetővé teszi, hogy a gépek, miközben energiát használnak, jórészt tehermentesítenek bennünket a nehéz fizikai munkáktól.

Aki a lehető legkevesebbet akar az energiával foglalkozni a fárasztó tanév utolsó napjaiban, az ugorjon az XXX-re, amint már megszokhattátok.

4-ről 5-re javítás is energia, a sportolás is energia, az evés is energia. Mind változást hoz létre a környezetben. Ez a változtató képesség az energia. Az idők során kiderült, hogy az életünk legfontosabb fogalma az energia. Ezért fontos vele alaposan foglalkozni.

Biztos láttatok atlétikai közvetítést és abban rudugrást. A rudugró 'botjában is energia van'.   Ez az ú.n. rugalmas energia löki fel a sportolót 5-6 méter magasba.

DEFINÍCIÓ: Az energia = változtató képesség

Jele az E.               Mértékegysége a joule, rövidítve J.
Van még kJ és MJ: 1000 J = 1kJ, 1000 kJ = 1 MJ,  0,3 kJ = 300 J, 154000000 J = 154 MJ.

Az alábbi táblázatot olvassátok át többször is, próbáljátok megérteni, memorizálni! Itt felsorolom az általánosban tanult energiafajtákat és egy példát is hozok az adott energiára. Magyarázat:
- Pl. ha kalapáccsal megütöd a labdát, az elrepül, mozgási energiát szerez. A kalapács a labdában mozgásállapot változást hozott létre. Ha egy fadarabot ütsz meg, akkor esetleg a fa szét is esik amellett, hogy odébb megy. Tehát van mozgásállapot változás és van alakváltozás is.
- A mérések azt mutatják, hogy a helyzeti energia a tömeggel (m) és a magassággal (h) arányos.
- A belső energia pedig az anyagi minőséggel is arányos. Ez azt jelenti, hogy más anyagra (pl. vas vagy víz) más és más az arányosság értéke.

Sok energiafajtát lehet még említeni, de azok mind ebbe a fenti kategóriákba tartoznak. Pl. a könyv említi a fény energiáját. Ez az elektromágneses energia egyik megnyilvánulása. A hang energiája pedig a rugalmas energiához tartozik.

A reggeli kávém mozgási, helyzeti, belső energiáját is tudom változtatni! Kirohanok vele a konyhából, számhoz emelem, melegítem. Sajnos rugalmas energiája vagy mező energiája nincs a kávémnak ☹.

A mezők energiáját leginkább a kölcsönhatásaikon láthatjuk/mérhetjük. Pl. az elektromos és mágneses vonzás/taszítás mozgást eredményez. A gravitáció pedig függőlegesen gyorsítja a tárgyakat.

Az energiák egymásba alakíthatók. A leggyakoribb a mozgási => belső energia átalakulás. Erre példa a síugró.

A síugró először a lépcsőn fölgyalogol (esetleg lifttel fölviszik) a teljes felszereléssel együtt az ugrósánc tetejéig. Ez komoly munkavégzéssel jár, a munka eredménye pedig abban jelentkezik, hogy a sportoló ebből a helyzetből könnyedén képes majd lecsúszni. Azt mondjuk, hogy fönt a magasban helyzeti energiával rendelkezik, mégpedig pontosan annyi energiája van, amennyi munka árán oda följutott. Itt is láthatjátok, hogy az energia és a munka fogalma szorosan kapcsolódik egymáshoz.
Egy bizonyos magasságban levő sportoló helyzetéből adódóan könnyedén képes helyzeti energiáját felhasználva mozgásba lendülni. A síugró rááll a hóra, és máris siklik lefelé a sáncon. A hó jól csúszik, szinte alig súrlódik rajta a síléc, tehát egyre nagyobb sebességet ér el a versenyző. A sánc aljánál már kisebb helyzeti energiája van, hiszen alacsonyabbra került. Így a fönti helyzeti energiájából "elfogyott" egy kevés. Helyzeti energiájának egy része mozgási energiává alakult. Ahogy csökkent a helyzeti energiája (kisebb magasság), úgy növekedett a mozgási energiája (nagyobb sebesség). Ugyanez a személy ugyanezt a sebességet, azaz ugyanennyi mozgási energiát, más módon is szerezhetett volna. Például a vízszintes talajon futva is felgyorsulhatott volna. A mozgási energia értéke, nagysága tehát nem függ attól, hogy a test hogyan tett szert adott sebességre.

XXX

Igen nehéz és hosszadalmas levezetni, de minden fizikai jelenség, mérés azt mutatja, hogy érvényes az

Energiamegmaradás törvénye – az egyik legfontosabb fizikai elv!

Energia nem keletkezik és semmisül meg, csak
az egyik energiafajta a másik fajtává alakul.

Ne tévesszen meg benneteket például az, hogy az elgurított kisautó megáll. A ti energiátok, munkátok árán kapott sebességet, vagyis a ti izomenergiátok alakult át mozgási energiává. Utána pedig a kiskocsi súrlódott, a mozgási energiája hőenergává alakult. Bizony hőenergiává, igaz nagyon kis mértékben. Nézzétek meg a családi autó kerekét egy-két kilométer út, sőt, fékezés után. Meleg, ugye? Az meg már megint mérnöki teljesítmény, hogy az autógumi nem folyik el, nem lesz olyan forró. A gumikerekek tervezője is tudta a fizikát. Tehát, amikor a kiskocsitok megállt, akkor a ti izomenergiátok végső soron hőenergiává alakult és melegítette a környezetet, de nem tűnt el. Ez jelenti a zárt rendszer fogalmát. A kiskocsi önmagában nem zárt rendszer, mert csak a kiskocsival nem lehet ezt az előbbi kerek történetet elmondani. Hozzá kell venni a karotokat, a talajt, a környező levegőt. Ezzel az összefüggéssel tesszük zárttá a rendszert. Remélem, értitek ezek után a ZÁRT RENDSZER fogalmát.

A törvény fenti két megfogalmazása pedig azért EGYENLŐ, mert ha csak két anyagot zárt rendszernek tuduk tekinteni, akkor csak úgy tud érvényesülni pontosan az energiamegmaradás törvénye, hogy amennyivel nő az egyik energiája, annyival nő a másiké. Ezt számtalan mérés igazolta már, amikor sikerült szinte tökéletesen izolálni (szigetelni) a mérésben részt vevő két anyagot.

Végezetül gondoljatok arra a filmekben többször-sokszor látható melodramatikus jelenetre, hogy a világűrben elszakad az űrhajós tartókötele. Az éppen utolsó mozgása folytatódik, távolodik és távolodik és távolodik ... az űrhajótól. Nem tudnak semmit tenni a többiek. Mert hát ott nincs súrlódás, a mozgási energia nem csökken! szegény űrhajósnak az energiamegmaradás törvénye okozza majd a halálát, amikor elfogy az oxigénje.

Érdemes erről megnézni egy 1 perces videót. A giroszkóp pörgése nem változik, a tengelye változatlan.
(probléma esetén https://youtu.be/xQb-N486mA4)

A tankönyvből mindenképpen olvassátok el a 123-125. oldalakon az Energiaforrások c. anyagot. Ebből megértitek, miért is fontos takarékoskodni az energiával. Ugyanis az energiaforrás pont olyan, mint a patak forrása. Elfogyhat! Az pedig kézenfekvő számotokra, hogy energia nélkül tulajdonképpen semmi sincsen, tehát figyelni kell, takarékoskodni kell vele. A kényelmes élet, a magas életszínvonal hatalmas energiaigénnyel jár együtt, aminek biztosítása manapság nemcsak technikai, hanem gazdasági és politikai nehézségeket jelentő feladat. Földünk energiatartaléka véges, sokkal jobban kellene takarékoskodnunk! Megdöbbentő példa, hogy a fejlett országokban az egy lakosra jutó energiaszükséglet akár százszorosa is lehet a fejlődő vagy elmaradt országok egy főre eső energiafogyasztásának.

Végezetül két, összesen 50 perc videó, amelyikben nagyon kényelmes tempóban meg tudjátok hallgatni a témát és közben jegyzetelni is könnyen tudtok.

https://www.youtube.com/watch?v=0zqqEWFKDTg 21 perc

https://www.youtube.com/watch?v=ga8lEVJ5dys 29 perc

Itt a 2. videó végén a példában van egy számadat hiba, sebaj. De arra legyetek szívesek felszisszenni, hogy a tanár nem ír mértékegységet a mérőszám értéke mellé. Ezt ti ne tegyétek sose!

Játéknak pedig itt van két szimuláció. Ez majd egy kis pihenés után, vagy a nyári szünetben. ÉRDEMES, HASZNOS, SZÓRAKOZTATÓ! Tartalmasabb, mint a Facebookon, vagy az Instán görgetni.

https://phet.colorado.edu/hu/simulation/energy-forms-and-changes ez a különböző energiafajták átalakulásával játszik.

https://phet.colorado.edu/hu/simulation/legacy/energy-skate-park ez a helyzeti és mozgási energiák átalakulásán keresztül mutatja be az energiamegmaradást.

Ó!