- Mikä on kineettinen energia?
- Kineettinen energia tutkimusilmiön mukaan
- Potentiaalienergian ja kineettisen energian ero
- Esimerkkejä liike-energiasta
Selitämme, mitä kineettinen energia on. Myös potentiaalienergian ja kineettisen energian ero ja joitain esimerkkejä.
Mikä on kineettinen energia?
Kineettinen energia on energiaa, jonka keho tai järjestelmä omistaa sen ansiosta liikettä.
The fyysistä määrittelee sen määräksi Job suorittavat kaikki voimat, jotka vaikuttavat kappaleeseen a massa- tarvitaan sen kiihdyttämiseksi alkunopeudesta toiseen loppunopeuteen. Kun tämä nopeus on saavutettu, mukaan Hitauden laki, kertyneen liike-energian määrä pysyy vakiona, eli se ei vaihtele, ellei jokin muu voima taas vaikuta kehoon, kohdistaen siihen työtä muuttaen sen nopeutta ja siten sen liike-energiaa.
Kineettistä energiaa edustaa usein symboli Ec (se voi olla E + tai E– tapauksesta riippuen), vaikka joskus käytetään myös symboleja T tai K. Se ilmaistaan yleensä jouleina (J).
On mahdollista määrittää kohteen kineettinen energia käyttämällä erilaisia kaavoja mekaniikka klassinen, kuten: Ec = (m.v2) / 2 missä m on kohteen massa (kg) ja v sen nopeus (m/s). Siten 1 J = 1 kg.1m2 / s2.
Kinetiikka, kuten mikä tahansa muukin tyyppi Energiaa, voi tulla lämpöä ja muissa energiamuodoissa.
Kineettinen energia tutkimusilmiön mukaan
Kineettisen energian tutkimus riippuu analysoitavan ilmiön vaatimasta teoreettisesta viitekehyksestä:
- Klassisessa mekaniikassa. Kineettinen energia riippuu kappaleen massasta ja nopeudesta, joka on aina paljon pienempi kuin valonnopeus.
- Relativistisessa mekaniikassa. Tutkitaan ilmiöitä, joissa kohteen nopeus (v) on lähellä valon nopeutta, (mitä fysiikassa merkitään kirjaimella c). Näissä tapauksissa kineettisen energian kaava on erilainen kuin klassisessa tapauksessa, koska erityisesti tämä energia riippuu suhteesta v/c.
- Kvanttimekaniikassa. Tapahtumat, joihin sisältyy atomia pienemmät hiukkaset kuten esim. elektroneja. Se on erittäin monimutkainen teoria, jossa fysikaalisia suureita (mukaan lukien kineettinen energia) kuvataan aaltofunktioilla, jotka edustavat kertoimet.
Potentiaalienergian ja kineettisen energian ero
Kineettinen energia (Ec) ja potentiaalinen energia (Ep) yhdessä muodostavat mekaaninen energia Objektin tai järjestelmän (Em). Ne eroavat kuitenkin siinä, että kun ensimmäinen koskee liikkuvia kappaleita, toinen liittyy esineeseen levossa kertyneen energian määrään.
Näin sanottuna potentiaalienergia riippuu siitä, kuinka kohde tai järjestelmä on sijoitettu suhteessa sitä ympäröivään voimakenttään, kun taas kinetiikka liittyy sen tekemiin liikkeisiin.
Potentiaalienergiaa on kolmenlaisia:
- Gravitaatiopotentiaalienergia. Se liittyy korkeuteen, jolla esineet ovat, ja vetovoimaan painovoima heistä.
- Elastinen potentiaalienergia. Se liittyy tiettyjen esineiden taipumukseen saada takaisin alkuperäinen muotonsa, kun ulkoinen voima on pakottanut ne luopumaan siitä (esimerkiksi jouset).
- Sähköinen potentiaalienergia. Se määritellään negatiiviseksi työksi, jonka sähköstaattinen voima tekee varauksen siirtämiseksi alkuasennosta lopulliseen asentoon.
Esimerkkejä liike-energiasta
Joitakin esimerkkejä, joissa kineettisen energian olemassaolo varmistetaan, voivat olla:
- Heitä pallo hänelle ilmaa. Pakotamme pallon heittämään sen ilmaan ja annamme sen pudota painovoiman vaikutuksesta. Näin tehdessään hän hankkii kineettistä energiaa, joka, kun toinen pelaaja saa kiinni, on kompensoitava samansuuruisella työllä, jos hän haluaa pysäyttää ja säilyttää sen.
- Vuoristoratavaunu. Huvipuiston vuoristorata-auto esittää potentiaalista energiaa siihen hetkeen asti, kun se alkaa pudota, ja sen nopeus ja massa lisäävät liike-energiaa. Jälkimmäinen on suurempi, jos vaunu on täynnä, kuin jos se on tyhjä (koska massaa on enemmän).
- Kaataa joku minä yleensä. Jos juoksemme ystävää kohti ja hyppäämme hänen päälleen, kilpailun aikana saamamme liike-energia voittaa hänen kehonsa inertian ja kaadamme hänet alas. Syksyllä molemmat kehot lisäävät nivelen kineettistä energiaa ja se on vihdoin minä yleensä kuka pysäyttää liikkeen.