********
Ενέργεια
********

Γενικά
======

Η **ενέργεια** είναι μια αυθαίρετη και αφηρημένη έννοια, που μπορεί
να ορίζεται ως η ικανότητα ενός σώματος για παραγωγή **έργου**.

Δύο βασικές κατηγορίες:

- αποθηκευμένη ενέργεια (π.χ. κινητική)
- ενέργεια σε μεταβατική κατάσταση (έργο, θερμότητα)

Η ενέργεια εμφανίζεται με διάφορες μορφές, μετατρέπεται από μια μορφή 
σε άλλη, αλλά κατά τις μετατροπές η συνολική ενέργεια διατηρείται.

Μονάδα Μέτρησης της ενέργειας: 1 J (Joule)

Η ενέργεια είναι μονόμετρο μέγεθος.

Έργο
====

Το **έργο** περιγράφει τη μεταφορά ή μετατροπή της **ενέργειας**.

.. image:: img/chapt-5/work-1.png

Το έργο που παράγει μια δύναμη F η οποία μετακινεί ένα σώμα
στη διεύθυνσή της κατά Δx είναι:

.. math:: W = F \cdot \text{Δ}x

Μονάδα Μέτρησης του έργου: 1 J (Joule)

Το έργο είναι μονόμετρο μέγεθος.

**Θετικό έργο** όταν η δύναμη και η μετατόπιση έχουν την ίδια φορά.

**Αρνητικό έργο** όταν η δύναμη και η μετατόπιση έχουν την αντίθετη φορά.

Όταν μια δύναμη είναι **κάθετη** στη μετατόπιση, το έργο της είναι **μηδέν**.

Όταν η δύναμη είναι πλάγια σε σχέση με τη μετατόπιση, έργο παράγει μόνο η
συνιστώσα της που είναι στην κατεύθυνση της μετατόπισης.

.. image:: img/chapt-5/work-2.png

Δυναμική ενέργεια
=================

Όταν ένα σώμα βρίσκεται σε ύψος h από το έδαφος, έχει ενέργεια που ονομάζεται (Βαρυτική) Δυναμική Ενέργεια.

.. math:: E_\text{Δ} = m \cdot g \cdot h

Όπου

- m η μάζα του σώματος
- g η επιτάχυνση της βαρύτητας
- h το ύψος από το έδαφος

Η δυναμική ενέργεια είναι ίση με το έργο που θα παρήγαγε μια δύναμη για να το ανυψώσει από το έδαφος στο ύψος h.

.. tip:: Προσέξτε ότι το γινόμενο mg είναι το βάρος του σώματος.



Κινητική ενέργεια
=================

Κάθε σώμα που κινείται έχει κινητική ενέργεια.

.. math:: E_\text{κ} = \frac{1}{2} \cdot m \cdot u^2

όπου

- m η μάζα του σώματος
- υ η ταχύτητα του σώματος.

.. hint:: Όλες οι μορφές ενέργειας έχουν την ίδια μονάδα, το J (Joule).

Μηχανική Ενέργεια
=================

**Μηχανική ενέργεια** ονομάζουμε το άθροισμα της κινητικής και της δυναμικής ενέργειας που έχει ένα σώμα.

**Θεώρημα Διατήρησης της Μηχανικής ενέργειας**

Όταν σε ένα σώμα ασκούνται μόνο βαρυτικές ή ηλεκτρικές δυνάμεις ή δυνάμεις ελαστικής παραμόρφωσης, η μηχανική ενέργεια διατηρείται σταθερή.

Ισχύς
=====

Ισχύς είναι το φυσικό μέγεθος που δείχνει πόσο γρήγορα παράγεται έργο.

.. math:: \text{Ισχύς} = \frac{\text{Έργο}}{\text{Χρονικό} \qquad \text{διάστημα}}

.. math:: P = \frac{W}{t}

.. math:: P = \frac{E}{t}

Μονάδα μέτρησης: 1 W (Watt)  :math:`1W = \frac{1J}{1s}`