Kinetische energie is de energie van beweging; elk bewegend object heeft kinetische energie. Het is een van de twee grote emmers die mechanische energie beschrijven; de andere is potentiële energie, een vorm van energie die wordt opgeslagen.
Iets kan zowel potentiële als kinetische energie hebben, en deze vormen van energie kunnen heen en weer transformeren zolang de totale energie nooit verandert. Dit komt door dewet van behoud van energie, die stelt dat de totale energie in een gesloten systeem constant blijft.
Denk aan een achtbaan die een heuvel afgaat. Aan de onderkant is de snelheid het grootst - net als de kinetische energie. Halverwege terug naar het hoogste punt, heeft het bijna gelijke hoeveelheden zwaartekracht potentiële energie en kinetische energie, en dan aan de top, wanneer het nauwelijks beweegt, is het grootste deel van zijn energie potentieel energie. En toch blijft de totale energie op alle punten op zijn pad hetzelfde.
Kinetische energievergelijking
Mechanische kinetische energie van een object met massambewegen met snelheidvwordt gegeven door de formule:
KE_{mech}=\frac{1}{2}mv^2
De SI-eenheid voorKEis de Joule (J) waarbij 1 J = 1 Nm. Hoe zwaarder de massa en hoe sneller hij beweegt, hoe meer kinetische energie hij heeft, maar hij hangt lineair af van de massa terwijl hij schaalt met het kwadraat van de snelheid.
Soorten kinetische energie
Mechanische kinetische energiewordt geassocieerd met de mechanische beweging van een object. Het kan translatie (lineaire) kinetische energie en/of roterende (spinning) kinetische energie hebben. Een bal die over de vloer rolt, heeft bijvoorbeeld zowel translatie- als rotatiekinetische energie.
Stralende kinetische energieis energie in de vorm van elektromagnetische straling. Je bent misschien het meest bekend met zichtbaar licht, maar deze energie komt van soorten die we niet zo goed kunnen zien, zoals radiogolven, microgolven, infrarood, ultraviolet, röntgenstralen en gammastraling. Het is energie die wordt gedragen door fotonen - lichtdeeltjes.
Van fotonen wordt gezegd dat ze dualiteit tussen deeltjes en golven vertonen, wat betekent dat ze zich zowel als een golf als een deeltje gedragen. Ze verschillen op een zeer kritische manier van gewone golven: ze hebben geen medium nodig om doorheen te reizen. Hierdoor kunnen ze door het vacuüm van de ruimte reizen.
Thermische kinetische energie, ook wel warmte-energie genoemd, is het resultaat van het trillen van de moleculen in een stof. Hoe sneller de moleculen trillen, hoe groter de thermische energie en hoe heter het object. Hoe langzamer de trillingen, hoe kouder het object. Op de grens waar alle beweging stopt, is de temperatuur van het object absoluut 0 op de Kelvin-schaal. Temperatuur is een maat voor de gemiddelde translatiekinetische energie per molecuul.
Andere vormen van energie worden vaak omgezet in thermische energie als gevolg van wrijvings- of dissipatieve krachten. Denk aan je handen tegen elkaar te wrijven om ze te verwarmen - je zet mechanische kinetische energie om in thermische energie!
Metgeluidengolf kinetische energie, een storing reist door een medium. Elk punt in dat medium zal op zijn plaats oscilleren terwijl de golf er doorheen gaat - ofwel uitgelijnd met de bewegingsrichting (alengtegolf) of er loodrecht op (atransversale golf), zoals te zien is bij een golf aan een touwtje.
Terwijl de punten in het medium op hun plaats oscilleren, reist de storing zelf van de ene plaats naar de andere. Dit is een vorm van kinetische energie omdat het het resultaat is van een fysiek materiaal dat beweegt.
Een geluidsgolf is een longitudinale golf. Dat wil zeggen, het is het gevolg van compressies en verdunningen in lucht (meestal) of een ander materiaal. EENcompressieis een gebied waarin het medium gecomprimeerd en dichter is, en averdunningis een regio die minder dicht is.
Elektrische kinetische energieis de kinetische energie geassocieerd met een bewegende lading. Het is dezelfde mechanische kinetische energie 1/2mv2; een bewegende lading genereert echter ook een magnetisch veld. Dat magnetische veld heeft, net als een zwaartekracht- of elektrisch veld, het vermogen om potentiële energie te geven aan alles wat het kan 'voelen' - zoals een magneet of een andere bewegende lading.
Wanneer bewegende lading zich een weg baant door een circuit, zorgen de elementen in het circuit voor de bijbehorende energie die moet worden omgezet in lichtenergie, of andere vormen, aangezien het circuit wordt gebruikt om verschillende elektronische apparaten van stroom te voorzien apparaten.