Sposoby na zwiększenie energii kinetycznej

Energia kinetyczna to energia ruchu; jest to energia wyrażana przez poruszające się obiekty. Niezależnie od tego, czy szukasz dłuższego golfa, czy mocniejszego narzędzia, energia kinetyczna może pomóc Ci osiągnąć swój cel. Zwiększanie energii kinetycznej polega na manipulowaniu jej dwoma kluczowymi składnikami: masą i prędkością.

Translacyjna energia kinetyczna to energia ruchu w kierunku prostym – pomyśl o tym jako o energii samochodu jadącego ulicą. Energia kinetyczna jest funkcją masy obiektu i jego prędkości. Dokładniej, translacyjna energia kinetyczna może być opisana jako połowa masy razy kwadrat prędkości obiektu: 1/2mv^2.

Ponieważ wzór na translacyjną energię kinetyczną składa się tylko z dwóch zmiennych, masy i prędkości, zwiększenie jednej z tych właściwości jest jedynym sposobem na zwiększenie kinetyki translacyjnej obiektu energia. Jednak wzrosty masy i prędkości nie mają takiego samego wpływu. Ponieważ energia kinetyczna jest proporcjonalna do kwadratu prędkości, wzrost prędkości będzie miał wykładniczo większy wpływ na translacyjną energię kinetyczną. Podwojenie masy obiektu tylko podwoi jego energię kinetyczną, ale podwojenie prędkości obiektu zwiększy czterokrotnie jego prędkość.

Energia kinetyczna rotacji opisuje energię obiektu obracającego się wokół środka ciężkości – na przykład jeźdźca na diabelskim młynie. W tym przypadku energia kinetyczna jest nadal funkcją masy i prędkości, ale użyte terminy są nieco inne, aby uwzględnić ruch w kierunku kołowym. Energia kinetyczna rotacji stosuje to samo równanie, z wyjątkiem tego, że składnik masy jest zastąpiony zmienną znaną jako „moment bezwładności” (I), podczas gdy składnik prędkości jest zastąpiony przez „prędkość kątową obiektu” (w) -- 1/2Iw^2.

Podobnie jak w przypadku translacyjnej energii kinetycznej, zwiększenie energii jest kwestią zwiększenia masy i prędkości. „Moment bezwładności” jest równy masie obiektu pomnożonej przez kwadrat jego odległości od środka obrotu, więc może być zwiększana przez zwiększenie masy obiektu lub przesunięcie go dalej od środka obrotu - po prostu zbuduj większy Ferris koło. Alternatywnie możesz zwiększyć energię kinetyczną, zwiększając prędkość kątową, co oznacza po prostu zwiększenie prędkości, z jaką obiekt obraca się wokół środka obrotu.