Når I har snakket om energierne her nedenfor, er du klædt godt på til at spille "Potential Penguin" HER.
Hvad er energi? Energi er et ord for noget, du har. Energi er ikke en ting, men er noget, du kan måle. Når du er glad og hopper rundt, er du fuld af energi. Men når du hellere vil ligge på sofaen og slappe af, har du mindre energi. Energi beskriver tilstanden i et system – for eksempel i en krop. Hvis et system har meget energi, kan det udføre et stykke arbejde: Hvis du spiser noget mad, får du energi til at løbe en tur. Det er fordi maden indeholder kemisk energi, som din krop kan omsætte til bevægelsesenergi.
Energibevarelse: Energien bliver aldrig væk
En af fysikkens vigtigste love er loven om energibevarelse. Energi kan hverken opstå af sig selv eller forsvinde ud i den blå luft - men den kan laves om.
For at kunne forklare hvordan energien bevæger sig imellem forskellige energiformer, har fysikerne lavet et begreb, der hedder et system. Et system kan eksempelvis være pingvinen på en gynge.
To vigtige systemer at forstå, er det isolerede system og det åbne system:
Isolerede systemer: Den samlede energi er den samme.
Opstiller du et isoleret system, vil der altid være energibevarelse inden for systemet. At systemet er isoleret vil sige, at du ikke kan fjerne eller tilføre mere eller mindre energi. Energien er samlet set konstant. Eksempel: Et isoleret system er som pingvinen, der helt alene sidder på en gynge, og svinger frem og tilbage, helt alene. Dens beliggenhedsenergi (når gyngen er højest over jorden) bliver overført til bevægelsesenergi (fart) og igen til beliggenhedsenergi. Men der bliver ikke overført energi til omgivelserne.
Åbne systemer: Energien kan udveksles, tilføres og trækkes ud.
I et system som ikke er isoleret, kan der ske energiudveksling. Men husk, at ingen energi nogensinde bliver tabt; energien er bare flyttet fra et system til et andet. Eksempel: Vi ser igen på pingvinen på gyngen. Hvis du giver dig til at skubbe til pingvinen, så den får mere fart på, så tilfører du energi til systemet. Omvendt kan du bremse gyngen og fjerne energi fra systemet.
Pingvinens beliggenhedsenergi
Beliggenhedsenergi er den oplagrede energi. Det er en energimængde i forhold til noget andet.
Eksempler:
- •
Pingvinen på toppen af et højt isbjerg har meget beliggenhedsenergi, fordi den er højt hævet over jordoverfladen.
- •
I Sverige har de store dæmninger over floder. Det skaber søer med en masse vand, der ligger højt hævet over dæmningens bund. Det kan de få strøm ud af. Se dæmninger og turbiner i klippet her:
Man kan beregne beliggenhedsenergien med en formel: E_pot =m∗g∗h
m står for genstandens masse (vægt), i dette tilfælde pingvinens. Tyngdeaccelerationen g, har en værdi på 9,8m/s^2 her på jorden. Højden h, angiver hvor højt oppe pingvinen befinder sig.
Pingvinens bevægelsesenergi
Alt som bevæger sig har energi. Denne energiform kaldes bevægelsesenergi.
Jo hurtigere den lille runde pingvin bevæger sig, jo mere bevægelsesenergi har den.
Eksempler:
- •
Pingvinen som rutsjer ned ad bakke har bevægelsesenergi.
- •
Bølger i havet har bevægelsesenergi, og det kan vi faktisk også lave elektrisk energi ud af.
Man kan beregne bevægelsesenergien med formlen E_kin=1/2∗m∗v^2
m står for genstandens masse (vægt), og v står for velocity, som betyder hastighed.
I klippet her fremviser Nørderne også de mere sprængfarlige dyder ved beliggenhedsenergi (potentiel energi) og bevægelsesenergi (kinetisk energi):
Én energiform kan overføres til en anden, men den forsvinder ikke Energi kan have forskellige former. Men energien er bevaret – den kan ikke bare blive væk. Eksempler:
- 1
Når solen skinner på dig, bliver du varm. Det er, fordi solens stråler bærer strålingsenergi. Strålingsenergien sætter dine molekyler i huden i bevægelse, og det mærker du som varme. Se mere i medieklippet, hvor Nørderne selvfølgelig springer noget med solenergi. Se klippet her:
- 2
I det isolerede system, hvor pingvinen ligger oppe på et højt isbjerg, har den meget beliggenhedsenergi; der er oplagret energi i den.
- 3
En lavine har en knusende kraft, når sneens beliggenhedsenergi bliver omsat til bevægelsesenergi - se med i klippet:
Lige som sneen gælder det, at når pingvinen begynder at glide ned af bakken, så kommer den i bevægelse, og beliggenhedsenergien bliver til bevægelsesenergi.
Mekanisk energi
Ved jordens overflade er alt beliggenhedsenergi blevet omdannet til bevægelsesenergi. Men overordnet set har energien kun skiftet form.
Summen af de to energier kaldes mekanisk energi. Selvom energien skifter form, så er den samlede mængde energi, altså den mekaniske energi, altid den samme. Dette kaldes energibevarelse.
Spil med energierne
Spil spillet Potential Penguin HER
Inden du spiller, kan du se videoer og læse om, hvordan du kan spille i artiklen Spil og spilvejledning.
I bane 1 i spillet Potential Penguin bliver du klogere på, hvad der bestemmer beliggenhedsenergien.
I bane 2 bliver du gennem spil og din intuition klogere på, hvad der bestemmer bevægelsesenergien.
De første to baner ser helt logiske ud, ikke? Prøv at spille videre i bane 3 og 4, hvor vi ser på summen af beliggenhedsenergi og bævægelsesenergi, som er den mekaniske energi.