Energia sa nedá vytvárať ani ničiť a táto koncepcia sa nazýva šetrenie energie. Z tohto dôvodu má vesmír obmedzené množstvo energie, ktorá sa prenáša z jednej formy do druhej. Na začiatku 20. storočia Einstein predložil myšlienku, že energia a hmotnosť sú vzájomne zameniteľné, čo vedie k najslávnejšej rovnici vo vede: E = mc 2 . Aktivity v tomto pláne lekcie skúmajú rôzne formy prenosu energie a energie prostredníctvom vytvorenia vizuálnych pomôcok.
Anglický fyzik James Prescott Joule uskutočnil niekoľko experimentov, ktoré skúmali rovnocennosť tepelnej a mechanickej energie (súčet potenciálnej a kinetickej energie). Zistil, že teplota vody sa dá zvýšiť pomocou mechanickej energie. To viedlo k objavu zákona o šetrení energie, ktorý uvádza, že celková energia v uzavretom systéme je konštantná, čo znamená, že energia nemôže byť vytvorená alebo zničená .
Napríklad žiarovka prevádza elektrickú energiu na svetelnú energiu. Žiarovky sa tiež veľmi zahrejú, takže nie všetka elektrická energia sa premení na svetelnú energiu. Niektoré z nich sa prevádzajú na tepelnú energiu. Túto tepelnú energiu nazývame zbytočnou energiou a svetelnou energiou užitočnou energiou . Moderné žiarovky sú účinnejšie ako žiarovky pred 50 rokmi. To znamená, že aj pri rovnakom množstve elektrickej energie sa viac prenáša na svetelnú energiu a menej na tepelnú energiu. Inžinieri tvrdo pracujú na zvýšení účinnosti mnohých objektov v našich domácnostiach, takže spotrebúvame menej elektrickej energie. Súčasťou tohto úsilia je pomôcť znížiť zaťaženie energetickými zdrojmi. Musíme však hľadať nové energetické zdroje, pretože staré metódy spaľovania fosílnych palív zvyšujú skleníkový efekt a viedli ku globálnemu otepľovaniu.
Kinetická energia je známa aj ako pohybová energia. Táto forma energie sa nachádza v všetkom, čo sa pohybuje, ako napríklad v aute na diaľnici alebo na kobylke. Rovnica pre kinetickej energie je KE = ½mv 2. To znamená, že množstvo kinetickej energie závisí od dvoch faktorov: rýchlosti a hmotnosti. Ak zvýšime obe tieto, potom sa zvýši kinetická energia.
Zvuková energia sa nachádza vo všetkom, čo vibruje. Ak sú vibrácie medzi 20 Hz a 20 000 Hz, potom sa hovorí, že sú v počuteľnom rozsahu a ľudia ich môžu počuť. Hlasnejšie zvuky ( zvukové vlny s väčšími amplitúdami) majú viac energie.
Tepelná energia je známa aj ako tepelná energia. Horúca šálka kávy má tepelnú energiu. V priebehu času sa táto tepelná energia pri ochladení kávy rozptyľuje do okolia. Množstvo tepelnej energie súvisí s teplotou objektu.
Chemická energia je energia, ktorá je uložená v chemických väzbách medzi molekulami a atómami. Táto energia sa môže uvoľňovať počas chemickej reakcie ako zvuk, teplo, svetlo alebo kinetická energia. Príkladom niečoho, čo má chemickú energiu, je jedlo alebo batéria.
Elektrická energia sa nachádza v pohyblivých alebo statických nábojoch. Elektrická energia sa môže prenášať do mnohých rôznych druhov energie. Pri televízii sa elektrická energia prenáša na svetlo, zvukovú a tepelnú energiu.
Gravitačná potenciálna energia je uložená energia v všetkom, čo má výšku nad zemou. Guľa na vrchole veže má energiu gravitačného potenciálu. Keď padá, gravitačná potenciálna energia sa prenáša na kinetickú energiu. Množstvo energie gravitačného potenciálu závisí od hmotnosti objektu, jeho výšky a sily gravitačného poľa.
Svetelná energia je tiež známa ako žiarivá energia. Nachádza sa vo všetkých častiach elektromagnetického spektra.
Elastická potenciálna energia sa ukladá do vecí, ktoré sú stlačené alebo napnuté, ako sú pružiny a gumené pásy. Množstvo uloženej energie závisí od toho, ako je predmet stlačený alebo napnutý a ako tuhý je materiál, z ktorého je predmet vyrobený.
Jadrová energia je uložená v jadre atómov. Uvoľňuje sa pri jadrových reakciách, napríklad pri fúzii a štiepení. Príklady toho možno nájsť v jadrových reaktoroch a atómových bombách.
Magnetická energia je energia súvisiaca s magnetmi alebo elektromagnetmi. Vlaky Maglev využívajú magnetickú energiu na zvýšenie vlakov zo zeme.
