L'une des lois fondamentales de l'univers est que l'énergie n'est ni créée ni détruite - elle ne fait que changer les formes. Par conséquent, il existe de nombreuses formules énergétiques. Afin de comprendre comment ces formules sont des expressions de la même chose, il est important de comprendre d'abord ce que les physiciens veulent dire lorsqu'ils parlent d'énergie. C'est une notion ancrée dans les concepts de la physique classique expliqués par Sir Isaac Newton.

La formule de l'énergie du mouvement est KE \u003d .5 × m × v ^{2 où KE est l'énergie cinétique en joules , m est la masse en kilogrammes et v est la vitesse en mètres par seconde.
Force et travail}

Les trois lois du mouvement de Newton forment la base de la physique classique. La première loi définit la force comme celle qui provoque le mouvement, et la deuxième loi relie la force agissant sur un objet à l'accélération qu'il subit. Si une force (F) accélère un corps sur une distance (d), elle fait un travail (W) égal à la force multipliée par la distance multipliée par un facteur qui tient compte de l'angle entre eux (θ, la lettre grecque thêta ). En tant qu'expression mathématique, cela signifie W \u003d F × d × (cos (θ)). Les unités métriques pour la force sont des newtons, celles pour la distance sont des mètres et celles pour le travail sont des newton-mètres, ou joules. L'énergie est la capacité de faire du travail, et elle est également exprimée en joules.
Énergie cinétique et potentielle

Un objet en mouvement possède son énergie de mouvement, qui est équivalente au travail qui serait nécessaire pour l'amener au repos. C'est ce qu'on appelle son énergie cinétique, et elle dépend du carré de la vitesse de l'objet (v) ainsi que de la moitié de sa masse (m). Mathématiquement, cela s'exprime par E (k) \u003d (.5) × m × v ^{2. Un objet au repos dans le champ gravitationnel de la Terre possède une énergie potentielle en raison de son altitude; s'il tombait librement, il gagnerait une énergie cinétique égale à cette énergie potentielle. L'énergie potentielle dépend de la masse de l'objet, de sa hauteur (h) et de l'accélération due à la gravité (g). Mathématiquement, c'est E (p) \u003d m • h • g.
Énergie électrique}

Le calcul de l'énergie dans les systèmes électriques dépend de la quantité de courant traversant un conducteur (I) en ampères, comme ainsi que sur le potentiel électrique, ou tension (V), entraînant le courant, en volts. La multiplication de ces deux paramètres donne la puissance de l'électricité (P) en watts, et la multiplication de P par le temps pendant lequel l'électricité circule (t) en secondes donne la quantité d'énergie électrique dans le système, en joules. L'expression mathématique de l'énergie électrique dans un circuit conducteur est E (e) \u003d P × t \u003d V × I × t. Selon cette relation, laisser une ampoule de 100 watts brûler pendant une minute dépense 6 000 joules d'énergie. Cela équivaut à la quantité d'énergie cinétique qu'une roche de 1 kilogramme aurait si vous la laissiez tomber d'une hauteur de 612 mètres (en ignorant le frottement de l'air).
Quelques autres formes d'énergie

La lumière que nous voyons est un phénomène électromagnétique qui a de l'énergie grâce aux vibrations de paquets d'ondes appelés photons. Le physicien allemand Max Planck a déterminé que l'énergie d'un photon est proportionnelle à la fréquence (f) avec laquelle il vibre, et il a calculé la constante de proportionnalité (h), qui est appelée constante de Planck en son honneur. L'expression de l'énergie d'un photon est donc E (p) \u003d h × f. Selon la théorie de la relativité d'Albert Einstein, chaque particule de matière a une énergie potentielle inhérente proportionnelle à la masse de la particule et au carré de la vitesse de la lumière (c). L'expression pertinente est E (m) \u003d m × c ^{2. Les calculs d'Einstein ont été corroborés par le développement de la bombe atomique.}