Energi og felter

I andre videoer har vi allerede givet en definition af energi som evnen til at udgøre arbejde. Vi har også snakket om begrebet et felt. Vi har snakket om et elektrisk felt og et gravitationsfelt. Disse felter er egentlig et forestillingsbillede som vi bruger til at forkare, hvordan kræfter virker på afstand. For eksemepl, hvis jeg har en planet her, og jeg har et andet objekt med en masse. Vi ved, at de vil virke med kræfter på hinanden, faktisk lige store og modsatrettet kræfter på hinanden. Videnskabsfolk tænkte, hvis de rører ikke hinanden, hvordan kan de så virke på hinanden med kræfter? Derfor hittede de på begrebet et felt, som hver af disse objekter danner en slags gravitationsfelt. Einstein sagde så senere, at de faktisk krummer rumtiden omkring sig. Et felt er en måde at forklare, hvordan de kan virke på hinanden med en kraft. På samme måde, hvis du har to elektriske ladninger. Lad os sige du har to negativt ladet punkter. Vi ved, at de vil frastøde hinanden, da ens ladninger frastødes. De ikke rører ved hinanden. Hvordan ved de, at de bliver påvirket af en kraft i modsatte retninger? Her kommer begrebet felt igen ind, da de begge danner et felt. De er i hinandens elektriske felt. Hvert felt virker så på en eller anden måde med en kraft, eller får en kraft til at virke på den anden ting. Et felt er altså et nyttigt koncept, der kan bruges til at forudsige, hvad der vil ske og med hvilken styrke. Men i realiteten er det noget, vi har fundet på, så universet giver mening. Med det sagt, lad os se på dette vandhjul. Du kan se, at der kommer vand ned herfra og falder. Når det falder, så fyldes disse rum op og skubbes nedad og hele hjulet drejer. Dette hjul kan altså udføre arbejde. Det kan udføre nyttigt arbejde. I fysik er det ikke altid, at arbejde er nyttigt. Men hjulet kan faktisk udgøre nyttigt arbejde. Lad os forestille os to forskellige vanddråber. Nej den samme vanddråbe, når den er heroppe i modsætning til hernede, hvor den ender i hvad jeg går ud fra er en å. Hvor har den, den største evne til at udføre arbejde? Sæt videoen på pause og tænk over det. Jeg fortalte, når vanddråben er her oppe, så har den evnen til at falde på grund af gravitationsfeltet som trækker den nedad. Husk, hvis gravitationsfeltet trækker nedad på vanddråben, så trækker vanddråben opad på Jorden. Jordens gravitationsfelt trækker nedad på vanddråben. Fordi det gør den, hvis vanddråben ikke hviler på noget, så kan den faktisk udføre arbejde i denne situation, når den er på vej ned til denne position. I denne position hernede, kan den i teorien stadig udføre noget arbejde. Der er måske en skrænt lige herover og den kan fortsætte sit fald. Men vanddråben heroppe, har tydeligvis evnen til at udføre mere arbejde, da den har det potentielle arbejde som den kan udføre, når den går fra her til her og så kan den naturligvis fortsætte med at udføre arbejde fra denne position. Vi kan sige, denne vanddråbe i kraft af sin position har en større evne til at udføre arbejde og har mere energi. Hvilken type energi er det? I dette tilfælde er det gravitationel potentiel energi. Det er energi, der er lagret. Jeg sætter det i anførselstegn, da du jo ikke kan åbne vanddråben og pludselig se energi, Det er energi, der er lagret i kraft af dens position. I stedet for at tænke på det som energi lagret i vanddråben, så kan man sige, at energien er lagret i et felt. Her et gravitationsfelt. Gravitationsfeltet trækker i vanddråben. Så bevægelsens retning vil mindske energien i feltet. Hvis vi ingenting gør, så vil Jordens gravitationsfelt trække i denne vanddråbe. Vanddråben har et gravitationsfelt, der trækker op i Jorden. Når vanddråben bliver trukket ned, så vil mængden af lagret energi i feltet mindskes. Hvad sker det med den energi? Energien bliver flyttet ud af feltet som kinetisk energi i hjulet, hvorefter det kan omdannes til noget andet.