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NCEA 1 級科學/物理探究與物理概念

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簡單的滑輪系統


能量是做功的能力。它使物體運動或發生變化。物體可以同時擁有多種形式的能量,所有生物都需要能量。能量以多種不同的形式存在,並且可以從一種形式轉變為另一種形式。它不是物質,不能稱重,也不佔空間。它是變化的原因或媒介。

有兩種型別的能量

  • 動能
  • 勢能

動能是當粒子運動或物體運動時可以檢測到的能量形式,它的影響是可以觀察到的。這些包括

  • 光能 - 光從物體上反彈進入你的眼睛,使你能夠看到物體。一些化學物質和生物體,如螢火蟲,可能會發出光(光源)。光能以波的形式穿梭於空間。
  • 熱能 - 使物質中的粒子運動得更快(粒子越熱,運動越快),並散開,變得密度更低。這種密度的變化會導致熱膨脹,甚至會發生狀態變化。
  • 電能 - 是帶電電子在導體中移動時所攜帶的能量。必須存在電場,才能提供足夠的力將電子驅動到電路中。
  • 聲能 - 振動的物體導致聲能以波的形式穿過空氣,稱為聲波。聲波以不同的速度傳播,這取決於它穿過的介質。
  • 動能 - 運動物體的能量。物體具有的動能取決於物體的質量和速度。能量公式為 Ek=1/2mv2

勢能是儲存的能量,只有在轉化為動能時才能檢測到。

  • 化學勢能 - 儲存在食物和燃料中。當食物透過呼吸燃燒和燃料燃燒時釋放出來。
  • 磁勢能 - 儲存在磁性材料(鐵、鈷、鎳)中,該材料已被移開磁鐵。當材料向磁鐵移動時釋放出來。
  • 重力勢能 - 儲存在地面以上的物體中。物體具有的重力勢能取決於物體在地面以上的高度。當物體落回地面時釋放出來。
  • 核勢能 - 儲存在原子核中。當原子核裂變或與另一個原子核結合時釋放出來。

能量變化

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能量變化發生在

  • 能量從一個物體轉移到另一個物體。
  • 能量轉化為各種其他形式。

一般來說,運動可以定義為使用另一個屬性作為參考點(時間可以是最佳參考點)來改變一個特定屬性。

在空間或區域(3D 或 2D)中,運動可以定義為它在位置座標上的位置變化。

例如:一輛汽車停在離一塊岩石 10 釐米的地方,但後來車主看到汽車離同一塊岩石移動了 50 釐米。在這種情況下,汽車發生了運動,因為它改變了它離岩石的位置,從 10 釐米變成了 50 釐米。

電路中電流的流動方向
EfieldTwoOppositePointCharges.svg 兩個相反的點電荷周圍的電向量場圖。紅色為正,綠色為負。
從懸浮在帶負電的無限平板上的點正電荷發出的電場線

電流是電荷的流動。電流的符號是“I”,單位是安培 (A)。

傳統電流的方向是一個小的正電荷應該移動的方向。正電荷施加向外力,而負電荷施加向內力。如果質子能夠移動,它們會向終端的負端移動。

一個庫侖等於 6x1018 個電子。一個庫侖等於一個安培。可以使用電流表來測量電路中的電流。

電磁學

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熱能(也稱為熱能)是物質中粒子的總動能。當物體加熱時,粒子會四處運動或振動得更快。

可以使用發動機(例如蒸汽機)將熱能轉化為機械能。

許多能量轉化/傳遞導致一些熱能被釋放。例如,用錘子敲擊鈴鐺會將錘子中的動能轉化為空氣中的聲能,但也轉化為鈴鐺中少量的熱能。

熱能同於溫度。溫度大致與物質中粒子的平均能量成正比,而熱能是粒子的動能。儘管如此,我們仍然可以說溫度是“物體有多熱”。

光和波

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原子核物理

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