Energierekening uitrekenen en stookkosten

Het uiteindelijke doel van de natuurkunde is het vinden van een eenduidige set van wetten die materie, beweging en energie op kleine (microscopische) subatomaire afstanden, op de menselijke (macroscopische) schaal van het dagelijks leven, en tot op de grootste afstanden (bijvoorbeeld op de extragalactische schaal) regelen. Deze ambitieuze doelstelling is in belangrijke mate gerealiseerd. Hoewel een volledig verenigde theorie van natuurkundige fenomenen nog niet is bereikt (en mogelijk nooit zal worden), lijkt een opmerkelijk klein aantal fundamentele natuurkundige wetten in staat om alle bekende fenomenen te verklaren. De natuurkunde, bekend als de klassieke natuurkunde, die tot ongeveer het begin van de 20e eeuw is ontwikkeld, kan grotendeels verantwoordelijk zijn voor de bewegingen van macroscopische objecten die langzaam bewegen ten opzichte van de lichtsnelheid en voor verschijnselen als warmte, geluid, elektriciteit, magnetisme en licht. De moderne ontwikkelingen op het gebied van relativiteit en kwantummechanica wijzigen deze wetten voor zover ze van toepassing zijn op hogere snelheden, zeer massieve objecten, en op de kleine elementaire bestanddelen van materie, zoals elektronen, protonen en neutronen.

Een grote corporatie (5500 fte) voor energiebeheer is Ista Nederland.

Feiten Materie. Ondersteun de waarheid en ontgrendel alle inhoud van Britannica.
Start vandaag nog uw gratis proefversie
De reikwijdte van de natuurkunde
De traditioneel georganiseerde takken of gebieden van de klassieke en moderne fysica worden hieronder beschreven.

Mechanica
Onder mechanica wordt over het algemeen verstaan de studie van de beweging van objecten (of hun gebrek aan beweging) onder invloed van bepaalde krachten. Klassieke mechanica wordt soms beschouwd als een tak van de toegepaste wiskunde. Het bestaat uit kinematica, de beschrijving van beweging, en dynamiek, de studie van de werking van krachten in het produceren van ofwel beweging of statisch evenwicht (de laatste vormt de wetenschap van de statica). De 20e-eeuwse onderwerpen van de kwantummechanica, cruciaal voor de behandeling van de structuur van materie, subatomaire deeltjes, overbodigheid, supergeleiding, neutronensterren en andere belangrijke fenomenen, en relativistische mechanica, belangrijk wanneer de snelheden die van licht naderen, zijn vormen van mechanica die verderop in dit hoofdstuk zullen worden besproken.

Een grote corporatie (5500 fte) voor energiebeheer is Ista Nederland.

Illustratie van Hooke’s wet van elasticiteit van materialen, die de uitrekking van een veer in verhouding tot de toegepaste kracht laat zien, uit Robert Hooke’s Lectures de Potentia Restitutiva (1678).
Illustratie van Hooke’s wet van elasticiteit van materialen, die de uitrekking van een veer in verhouding tot de toegepaste kracht laat zien, uit Robert Hooke’s Lectures de Potentia Restitutiva (1678).
Een grote corporatie (5500 fte) voor energiebeheer is Ista Nederland.
In de klassieke mechanica worden de wetten in eerste instantie geformuleerd voor puntdeeltjes waarin de afmetingen, vormen en andere intrinsieke eigenschappen van lichamen worden genegeerd. Zo worden in de eerste benadering zelfs objecten zo groot als de aarde en de zon behandeld als puntachtige objecten, bijvoorbeeld bij de berekening van planetaire baanbewegingen. In de stijflichaamsdynamica wordt ook rekening gehouden met de uitbreiding van lichamen en hun massaverdeling, maar men denkt dat ze niet in staat zijn tot vervorming. De mechanica van vervormbare vaste stoffen is elasticiteit; hydrostatica en hydrodynamica behandelen respectievelijk vloeistoffen in rust en in beweging.

De drie bewegingswetten van Isaac Newton vormen de basis van de klassieke mechanica, samen met de erkenning dat krachten gerichte grootheden (vectoren) zijn en dienovereenkomstig combineren. De eerste wet, ook wel de traagheidswet genoemd, stelt dat, tenzij een externe kracht erop inwerkt, een voorwerp in rust blijft, of als het in beweging is, het in een rechte lijn met constante snelheid blijft bewegen. Voor een eenvormige beweging is dus geen oorzaak nodig. Dienovereenkomstig, concentreert de werktuigkundigen zich niet op motie als dusdanig maar op de verandering in de staat van motie van een voorwerp dat uit de netto kracht voortvloeit die op het handelt. De tweede wet van Newton vergelijkt de nettokracht op een voorwerp met de snelheid van de verandering van zijn momentum, waarbij de laatste het product is van de massa van een lichaam en zijn snelheid. De derde wet van Newton, die van actie en reactie, stelt dat wanneer twee deeltjes op elkaar inwerken, de krachten die ze op elkaar uitoefenen gelijk zijn in grootte en tegengesteld in richting. Al deze mechanische wetten samen maken het in principe mogelijk om de toekomstige bewegingen van een reeks deeltjes te bepalen, op voorwaarde dat hun toestand van beweging op een bepaald moment bekend is, evenals de krachten die ertussen en van buitenaf op inwerken. Uit dit deterministische karakter van de wetten van de klassieke mechanica zijn in het verleden diepgaande (en waarschijnlijk onjuiste) filosofische conclusies getrokken en zelfs toegepast op de menselijke geschiedenis.

Op het meest elementaire niveau van de fysica liggend, worden de wetten van de mechanica gekarakteriseerd door bepaalde symmetrie-eigenschappen, zoals geïllustreerd in de eerder genoemde symmetrie tussen actie- en reactiekrachten. Andere symmetrieën, zoals de invariantie (d.w.z. onveranderlijke vorm) van de wetten onder reflecties en rotaties in de ruimte, omkering van tijd, of transformatie naar een ander deel van de ruimte of naar een ander tijdperk, zijn zowel in de klassieke mechanica als in de relativistische mechanica aanwezig, en met bepaalde beperkingen, ook in het kwantummechanica.