Η κινητική ενέργεια είναι η ενέργεια της κίνησης. οποιοδήποτε κινούμενο αντικείμενο έχει κινητική ενέργεια. Είναι ένας από τους δύο μεγάλους κουβάδες που περιγράφουν τη μηχανική ενέργεια. το άλλο είναι η δυνητική ενέργεια, η οποία είναι μια μορφή ενέργειας που αποθηκεύεται.
Κάτι μπορεί να έχει τόσο δυνητική όσο και κινητική ενέργεια, και αυτές οι μορφές ενέργειας μπορούν να μεταμορφωθούν εμπρός και πίσω, αρκεί η συνολική ενέργεια να μην αλλάζει ποτέ. Αυτό οφείλεται στονόμος για τη διατήρηση της ενέργειας, που δηλώνει ότι η συνολική ενέργεια σε ένα κλειστό σύστημα παραμένει σταθερή.
Σκεφτείτε ένα λούνα παρκ που κατεβαίνει σε έναν λόφο. Στο κάτω μέρος, η ταχύτητά του είναι η μεγαλύτερη - όπως και η κινητική της ενέργεια. Στα μισά του δρόμου μέχρι το υψηλότερο σημείο, έχει σχεδόν ίσες ποσότητες βαρυτικής δυναμικής ενέργειας και κινητική ενέργεια και, στη συνέχεια, στην κορυφή, όταν μπορεί να κινείται σχεδόν καθόλου, το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας της είναι δυναμική ενέργεια. Και σε όλα τα σημεία της πορείας του, η συνολική ενέργεια παραμένει η ίδια.
Εξίσωση κινητικής ενέργειας
Μηχανική κινητική ενέργεια ενός αντικειμένου μάζαςΜκινείται με ταχύτηταβδίνεται από τον τύπο:
KE_ {mech} = \ frac {1} {2} mv ^ 2
Η μονάδα SI γιαΚΕείναι το Joule (J) όπου 1 J = 1 Nm. Όσο βαρύτερη είναι η μάζα και όσο πιο γρήγορα κινείται, τόσο περισσότερη κινητική ενέργεια έχει, αλλά εξαρτάται γραμμικά από τη μάζα ενώ κλιμακώνεται με το τετράγωνο της ταχύτητας.
Τύποι κινητικής ενέργειας
Μηχανική κινητική ενέργειασχετίζεται με τη μηχανική κίνηση ενός αντικειμένου. Μπορεί να έχει μεταγραφική (γραμμική) κινητική ενέργεια και / ή περιστροφική (περιστρεφόμενη) κινητική ενέργεια. Για παράδειγμα, μια μπάλα που κυλά σε όλο το πάτωμα έχει τόσο κινητική ενέργεια όσο και περιστροφική.
Ακτινοβολική κινητική ενέργειαείναι ενέργεια με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Μπορεί να είστε πιο εξοικειωμένοι με το ορατό φως, αλλά αυτή η ενέργεια έρχεται σε τύπους που δεν μπορούμε να δούμε επίσης, όπως ραδιοκύματα, μικροκύματα, υπέρυθρες, υπεριώδεις ακτίνες Χ και ακτίνες γάμμα. Είναι ενέργεια που μεταφέρεται από φωτόνια - σωματίδια φωτός.
Τα φωτόνια λέγεται ότι εμφανίζουν διττότητα σωματιδίων / κυμάτων, που σημαίνει ότι ενεργούν τόσο σαν κύμα όσο και σωματίδιο. Διαφέρουν από τα κανονικά κύματα με έναν πολύ κρίσιμο τρόπο: Δεν χρειάζονται ένα μέσο για να ταξιδέψουν. Εξαιτίας αυτού, μπορούν να ταξιδέψουν στο κενό του διαστήματος.
Θερμική κινητική ενέργεια, επίσης γνωστό ως θερμική ενέργεια, είναι το αποτέλεσμα των μορίων σε μια ουσία που δονείται. Όσο πιο γρήγορα δονείται τα μόρια, τόσο μεγαλύτερη είναι η θερμική ενέργεια και τόσο πιο ζεστό είναι το αντικείμενο. Όσο πιο αργές είναι οι δονήσεις, τόσο πιο κρύο είναι το αντικείμενο. Στο όριο όπου σταματά όλη η κίνηση, η θερμοκρασία του αντικειμένου είναι απόλυτη 0 στην κλίμακα Kelvin. Η θερμοκρασία είναι ένα μέτρο της μέσης μεταφραστικής κινητικής ενέργειας ανά μόριο.
Άλλες μορφές ενέργειας μετατρέπονται συχνά σε θερμική ενέργεια ως αποτέλεσμα δυνάμεων τριβής ή διασποράς. Σκεφτείτε να τρίψετε τα χέρια σας μαζί για να τα ζεστάνετε - μετατρέπετε τη μηχανική κινητική ενέργεια σε θερμική ενέργεια!
Μεήχοςκαικινητική ενέργεια κυμάτων, μια διαταραχή ταξιδεύει μέσα από ένα μέσο. Οποιοδήποτε σημείο σε αυτό το μέσο θα ταλαντευτεί στη θέση του καθώς περνάει το κύμα - είτε ευθυγραμμισμένο με την κατεύθυνση κίνησης (αδιαμήκη κύμα) ή κάθετα σε αυτό (αεγκάρσιο κύμα), όπως φαίνεται με ένα κύμα σε μια χορδή.
Ενώ τα σημεία στο μέσο ταλαντεύονται στη θέση τους, η ίδια η διαταραχή ταξιδεύει από το ένα μέρος στο άλλο. Αυτή είναι μια μορφή κινητικής ενέργειας επειδή είναι το αποτέλεσμα μιας φυσικής κίνησης υλικού.
Ένα ηχητικό κύμα είναι ένα διαμήκες κύμα. Δηλαδή, προκύπτει από συμπίεση και σπάνιες κρούσεις στον αέρα (συνήθως) ή από άλλο υλικό. ΕΝΑσυμπίεσηείναι μια περιοχή στην οποία το μέσο είναι συμπιεσμένο και πιο πυκνό, και aαραίωσηείναι μια περιοχή που είναι λιγότερο πυκνή.
Ηλεκτρική κινητική ενέργειαείναι η κινητική ενέργεια που σχετίζεται με ένα κινούμενο φορτίο. Είναι η ίδια μηχανική κινητική ενέργεια 1 / 2mv2; Ωστόσο, ένα κινούμενο φορτίο παράγει επίσης ένα μαγνητικό πεδίο. Αυτό το μαγνητικό πεδίο, όπως ένα βαρυτικό ή ηλεκτρικό πεδίο, έχει την ικανότητα να μεταδίδει πιθανή ενέργεια σε οτιδήποτε μπορεί να το «αισθανθεί» - όπως ένας μαγνήτης ή άλλο κινούμενο φορτίο.
Όταν μετακινείται το φορτίο περνά μέσα από ένα κύκλωμα, τα στοιχεία στο κύκλωμα επιτρέπουν το σχετικό ενέργεια που πρόκειται να μετατραπεί σε ελαφριά ενέργεια ή άλλες μορφές καθώς το κύκλωμα χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία διαφόρων ηλεκτρονικών συσκευές.
