Кинетичната енергия е енергията на движението; всеки движещ се обект има кинетична енергия. Това е една от двете големи кофи, които описват механичната енергия; другата е потенциалната енергия, която е форма на енергия, която се съхранява.
Нещо може да има както потенциална, така и кинетична енергия и тези форми на енергия могат да се трансформират напред-назад, стига общата енергия никога да не се променя. Това се дължи назакон за запазване на енергията, който гласи, че общата енергия в затворена система остава постоянна.
Помислете за влакче в увеселителен парк, слизащо по хълм. В дъното скоростта му е най-голяма - както и кинетичната енергия. По средата на връщане до най-високата си точка той има почти еднакви количества гравитационна потенциална енергия и кинетична енергия, а след това в горната част, когато тя изобщо едва се движи, по-голямата част от нейната енергия е потенциална енергия. И все пак във всички точки по пътя си общата енергия остава същата.
Уравнение за кинетична енергия
Механична кинетична енергия на обект от масамдвижещи се със скоростvсе дава по формулата:
KE_ {mech} = \ frac {1} {2} mv ^ 2
SI единицата заKEе джаулът (J), където 1 J = 1 Nm. Колкото по-тежка е масата и колкото по-бързо се движи, толкова по-голяма е кинетичната енергия, но тя зависи линейно от масата, докато се мащабира с квадрата на скоростта.
Видове кинетична енергия
Механична кинетична енергияе свързано с механичното движение на обект. Може да има транслационна (линейна) кинетична енергия и / или ротационна (въртяща се) кинетична енергия. Например една топка, която се търкаля по пода, има както транслационна, така и ротационна кинетична енергия.
Лъчиста кинетична енергияе енергия под формата на електромагнитно излъчване. Може да сте най-добре запознати с видимата светлина, но тази енергия идва в видове, които също не можем да видим, като радиовълни, микровълни, инфрачервени лъчи, ултравиолетови лъчи, рентгенови лъчи и гама лъчи. Това е енергия, носена от фотони - частици светлина.
Казва се, че фотоните проявяват двойственост частица / вълна, което означава, че те действат едновременно като вълна и частица. Те се различават от редовните вълни по много критичен начин: Те не се нуждаят от среда, през която да пътуват. Поради това те могат да пътуват през вакуума на пространството.
Топлинна кинетична енергия, известен също като топлинна енергия, е резултат от вибрирането на молекулите в веществото. Колкото по-бързо вибрират молекулите, толкова по-голяма е топлинната енергия и по-горещ обектът. Колкото по-бавни са вибрациите, толкова по-студен е обектът. На границата, където всяко движение спира, температурата на обекта е абсолютна 0 по скалата на Келвин. Температурата е мярка за средната транслационна кинетична енергия на молекула.
Други форми на енергия често се трансформират в топлинна енергия в резултат на силите на триене или разсейване. Помислете да търкате ръцете си, за да ги затоплите - превръщате механичната кинетична енергия в топлинна енергия!
Сзвукикинетична енергия на вълната, смущение пътува през среда. Всяка точка в тази среда ще трепне на място при преминаване на вълната - или подравнена с посоката на движение (анадлъжна вълна) или перпендикулярно на него (aнапречна вълна), какъвто се вижда с вълна на низ.
Докато точките в средата трептят на място, самото смущение пътува от едно място на друго. Това е форма на кинетична енергия, защото е резултат от движение на физически материал.
Звуковата вълна е надлъжна вълна. Тоест, това е резултат от компресии и разреждания във въздуха (най-често) или друг материал. Aкомпресияе област, в която средата е компресирана и по-плътна, и aразрежданее регион, който е по-малко плътен.
Електрическа кинетична енергияе кинетичната енергия, свързана с движещ се заряд. Това е същата механична кинетична енергия 1 / 2mv2; движещият се заряд обаче генерира и магнитно поле. Това магнитно поле, подобно на гравитационното или електрическото поле, има способността да придава потенциална енергия на всичко, което може да го „усети“ - например магнит или друг движещ се заряд.
Когато движещият се заряд си проправя път през верига, елементите във веригата позволяват свързаното енергия, която се преобразува в светлинна енергия, или други форми, тъй като веригата се използва за захранване на различни електронни устройства.