Kinetische Energie: Definition, Formel, Typen (mit Beispielen)

Kinetische Energie ist die Energie der Bewegung; Jedes sich bewegende Objekt hat kinetische Energie. Es ist einer von zwei großen Eimern, die mechanische Energie beschreiben; die andere ist potentielle Energie, die eine Form von Energie ist, die gespeichert wird.

Etwas kann sowohl potentielle als auch kinetische Energie haben, und diese Energieformen können sich hin und her transformieren, solange sich die Gesamtenergie nie ändert. Dies ist wegen derEnergieerhaltungssatz, die besagt, dass die Gesamtenergie in einem geschlossenen System konstant bleibt.

Stellen Sie sich eine Achterbahn vor, die einen Hügel hinunterfährt. Unten ist seine Geschwindigkeit am größten – ebenso wie seine kinetische Energie. Auf halbem Weg zurück zu seinem höchsten Punkt hat es fast die gleiche Menge an potentieller Gravitationsenergie und kinetische Energie, und oben, wenn es sich vielleicht kaum bewegt, ist die meiste Energie potentiell Energie. Und doch bleibt die Gesamtenergie an allen Punkten seines Weges gleich.

Mechanische kinetische Energie eines Massenobjektsichmit Geschwindigkeit bewegenvist durch die Formel gegeben:

Die SI-Einheit fürKEist das Joule (J) mit 1 J = 1 Nm. Je schwerer die Masse und je schneller sie sich bewegt, desto mehr kinetische Energie hat sie, aber sie hängt linear von der Masse ab, während sie mit dem Quadrat der Geschwindigkeit skaliert.

​Mechanische kinetische Energieist mit der mechanischen Bewegung eines Objekts verbunden. Es kann translatorische (lineare) kinetische Energie und/oder rotatorische (spinnende) kinetische Energie aufweisen. Zum Beispiel hat eine Kugel, die über den Boden rollt, sowohl translatorische als auch rotatorische kinetische Energie.

​kinetische Strahlungsenergieist Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung. Sie sind vielleicht am besten mit sichtbarem Licht vertraut, aber diese Energie kommt in Arten vor, die wir nicht so gut sehen können, wie Radiowellen, Mikrowellen, Infrarot, Ultraviolett, Röntgen- und Gammastrahlen. Es ist Energie, die von Photonen – Lichtteilchen – getragen wird.

Photonen sollen Teilchen/Welle-Dualität aufweisen, was bedeutet, dass sie sich sowohl wie eine Welle als auch wie ein Teilchen verhalten. Sie unterscheiden sich in einem sehr kritischen Punkt von regulären Wellen: Sie benötigen kein Medium, durch das sie sich fortbewegen können. Aus diesem Grund können sie durch das Vakuum des Weltraums reisen.

​Thermische kinetische Energie, auch Wärmeenergie genannt, entsteht durch das Schwingen der Moleküle in einem Stoff. Je schneller die Moleküle schwingen, desto größer ist die thermische Energie und desto heißer das Objekt. Je langsamer die Schwingungen, desto kälter das Objekt. An der Grenze, an der alle Bewegungen aufhören, ist die Temperatur des Objekts auf der Kelvin-Skala absolut 0. Die Temperatur ist ein Maß für die durchschnittliche kinetische Translationsenergie pro Molekül.

Andere Energieformen werden häufig durch Reibungs- oder Dissipationskräfte in Wärmeenergie umgewandelt. Denken Sie daran, Ihre Hände aneinander zu reiben, um sie zu wärmen – Sie wandeln mechanische kinetische Energie in thermische Energie um!

MitKlangundkinetische Energie der Welle, wandert eine Störung durch ein Medium. Jeder Punkt in diesem Medium schwingt beim Durchlaufen der Welle an Ort und Stelle – entweder ausgerichtet auf die Bewegungsrichtung (aLongitudinalwelle) oder senkrecht dazu (atransversale Welle), wie man es bei einer Welle an einer Schnur sieht.

Während die Punkte im Medium auf der Stelle schwingen, wandert die Störung selbst von einem Ort zum anderen. Dies ist eine Form von kinetischer Energie, da sie das Ergebnis der Bewegung eines physikalischen Materials ist.

Eine Schallwelle ist eine Longitudinalwelle. Das heißt, es resultiert aus Kompressionen und Verdünnungen in Luft (am häufigsten) oder einem anderen Material. EINKompressionist ein Bereich, in dem das Medium komprimiert und dichter ist, und aVerdünnungist eine Region, die weniger dicht ist.

​Elektrische kinetische Energieist die kinetische Energie einer bewegten Ladung. Es ist die gleiche mechanische kinetische Energie 1/2mv²; eine bewegte Ladung erzeugt jedoch auch ein Magnetfeld. Dieses Magnetfeld hat, genau wie ein Gravitations- oder elektrisches Feld, die Fähigkeit, potenzielle Energie auf alles zu übertragen, was es „fühlen“ kann – wie zum Beispiel einen Magneten oder eine andere sich bewegende Ladung.

Wenn sich eine Ladung durch einen Stromkreis bewegt, ermöglichen die Elemente im Stromkreis die damit verbundenen Energie, die in Lichtenergie oder andere Formen umgewandelt werden soll, da die Schaltung verwendet wird, um verschiedene elektronische Geräte.