Uma das leis fundamentais do universo é que a energia não é criada nem destruída - apenas muda de forma. Consequentemente, existem muitas fórmulas para energia. Para entender como essas fórmulas são expressões da mesma coisa, é importante primeiro entender o que os físicos querem dizer quando falam sobre energia. É uma noção enraizada nos conceitos da física clássica elucidados por Sir Isaac Newton.

A fórmula para a energia do movimento é KE \u003d 0,5 × m × v ^{2, onde KE é energia cinética em joules. , m é a massa em quilogramas ev é a velocidade em metros por segundo. Força e trabalho As três leis do movimento de Newton formam a base da física clássica. A primeira lei define força como aquela que causa movimento, e a segunda lei relaciona a força que age sobre um objeto com a aceleração pela qual ele sofre. Se uma força (F) acelera um corpo através de uma distância (d), realiza uma quantidade de trabalho (W) igual à força multiplicada pela distância vezes um fator que explica o ângulo entre eles (θ, a letra grega theta ) Como expressão matemática, isso significa W \u003d F × d × (cos (θ)). As unidades métricas de força são newtons, as de distância são metros e as de trabalho são newton-meter ou joules. Energia é a capacidade de realizar trabalho, e também é expressa em joules.
Energia cinética e potencial}

Um objeto em movimento possui sua energia de movimento, que é equivalente ao trabalho que seria necessário para trazê-lo para descansar. Isso é chamado de energia cinética e depende do quadrado da velocidade do objeto (v) e da metade da sua massa (m). Matematicamente, isso é expresso como E (k) \u003d (0,5) × m × v ^{2. Um objeto em repouso no campo gravitacional da Terra possui energia potencial em virtude de sua altitude; se caísse livremente, ganharia energia cinética igual a essa energia potencial. A energia potencial depende da massa do objeto, de sua altura (h) e da aceleração devido à gravidade (g). Matematicamente, isso é E (p) \u003d m • h • g.
Energia elétrica}

O cálculo da energia em sistemas elétricos depende da quantidade de corrente que flui através de um condutor (I) em amperes, como bem como no potencial elétrico, ou tensão (V), dirigindo a corrente, em volts. A multiplicação desses dois parâmetros fornece a potência da eletricidade (P) em watts e a multiplicação de P pelo tempo durante o qual a eletricidade flui (t) em segundos, fornece a quantidade de energia elétrica no sistema, em joules. A expressão matemática para energia elétrica em um circuito condutor é E (e) \u003d P × t \u003d V × I × t. De acordo com esse relacionamento, deixar uma lâmpada de 100 watts acesa por um minuto gasta 6.000 joules de energia. Isso é equivalente à quantidade de energia cinética que uma rocha de 1 quilograma teria se você a derrubasse de uma altura de 612 metros (ignorando a fricção do ar).
Algumas outras formas de energia

A luz que vemos é um fenômeno eletromagnético que possui energia em virtude das vibrações dos pacotes de ondas chamados fótons. O físico alemão Max Planck determinou que a energia de um fóton é proporcional à frequência (f) com a qual ele vibra, e calculou a constante de proporcionalidade (h), que é chamada constante de Planck em sua homenagem. A expressão para a energia de um fóton é, portanto, E (p) \u003d h × f. Segundo a Teoria da Relatividade de Albert Einstein, cada partícula de matéria possui energia potencial inerente proporcional à massa da partícula e ao quadrado da velocidade da luz (c). A expressão relevante é E (m) \u003d m × c ^{2. Os cálculos de Einstein foram corroborados pelo desenvolvimento da bomba atômica.}