Energia cinetică este energia mișcării; orice obiect în mișcare are energie cinetică. Este una dintre cele două găleți mari care descriu energia mecanică; cealaltă este energia potențială, care este o formă de energie stocată.
Ceva poate avea atât energie potențială, cât și energie cinetică, iar aceste forme de energie se pot transforma înainte și înapoi atâta timp cât energia totală nu se schimbă niciodată. Acest lucru se datoreazălegea conservării energiei, care afirmă că energia totală într-un sistem închis rămâne constantă.
Luați în considerare un roller coaster care coboară pe un deal. În partea de jos, viteza sa este cea mai mare - la fel ca și energia sa cinetică. La jumătatea mersului înapoi până la cel mai înalt punct, are cantități aproape egale de energie potențială gravitațională și energie cinetică, iar apoi în partea de sus, când poate abia se mișcă deloc, cea mai mare parte a energiei sale este potențială energie. Și totuși, în toate punctele de pe calea sa, energia totală rămâne aceeași.
Ecuația energiei cinetice
Energia cinetică mecanică a unui obiect de masămdeplasându-se cu vitezăveste dat de formula:
KE_ {mech} = \ frac {1} {2} mv ^ 2
Unitatea SI pentruKEeste Joule (J) unde 1 J = 1 Nm. Cu cât masa este mai grea și cu cât se mișcă mai repede, cu atât are mai multă energie cinetică, dar depinde liniar de masă în timp ce se scalează cu pătratul vitezei.
Tipuri de energie cinetică
Energia cinetică mecanicăeste asociat cu mișcarea mecanică a unui obiect. Poate avea energie cinetică translațională (liniară) și / sau energie cinetică de rotație (rotire). De exemplu, o bilă care se rostogolește pe podea are energie cinetică atât de translație, cât și de rotație.
Energie cinetică radiantăeste energie sub formă de radiație electromagnetică. Este posibil să fiți cel mai familiarizat cu lumina vizibilă, dar această energie vine în tipuri pe care nu le putem vedea la fel de bine, cum ar fi unde radio, microunde, infraroșu, ultraviolet, raze X și raze gamma. Este energie transportată de fotoni - particule de lumină.
Se spune că fotonii prezintă dualitate particule / unde, ceea ce înseamnă că acționează atât ca o undă, cât și ca o particulă. Ele diferă de valurile obișnuite într-un mod foarte critic: nu necesită un mediu prin care să călătorească. Din această cauză, ei pot călători prin vidul spațiului.
Energie cinetică termică, cunoscută și sub numele de energie termică, este rezultatul vibrării moleculelor dintr-o substanță. Cu cât moleculele vibrează mai repede, cu atât este mai mare energia termică și obiectul este mai fierbinte. Cu cât vibrațiile sunt mai lente, cu atât obiectul este mai rece. La limita în care se oprește toată mișcarea, temperatura obiectului este absolută 0 pe scara Kelvin. Temperatura este o măsură a energiei cinetice translaționale medii pe moleculă.
Alte forme de energie sunt adesea transformate în energie termică ca urmare a forțelor de frecare sau disipative. Gândiți-vă să vă frecați mâinile pentru a le încălzi - convertiți energia cinetică mecanică în energie termică!
Cusunetșienergie cinetică a undelor, o tulburare călătorește printr-un mediu. Orice punct din acel mediu va oscila pe loc pe măsură ce unda trece - fie aliniată cu direcția de mișcare (aundă longitudinală) sau perpendicular pe acesta (aundă transversală), așa cum se vede cu un val pe un șir.
În timp ce punctele din mediu oscilează pe loc, perturbarea însăși se deplasează dintr-un loc în altul. Aceasta este o formă de energie cinetică, deoarece este rezultatul mișcării unui material fizic.
O undă sonoră este o undă longitudinală. Adică rezultă din comprimări și rarefacții în aer (cel mai frecvent) sau în alt material. Acomprimareeste o regiune în care mediul este comprimat și mai dens și ararefiereeste o regiune mai puțin densă.
Energia cinetică electricăeste energia cinetică asociată cu o sarcină în mișcare. Este aceeași energie cinetică mecanică 1 / 2mv2; cu toate acestea, o sarcină în mișcare generează și un câmp magnetic. Acest câmp magnetic, la fel ca un câmp gravitațional sau electric, are capacitatea de a transmite energie potențială oricărui lucru care îl poate „simți” - cum ar fi un magnet sau o altă sarcină în mișcare.
Atunci când sarcina în mișcare își face loc printr-un circuit, elementele din circuit permit asocierea energie care urmează să fie convertită în energie luminoasă sau alte forme pe măsură ce circuitul este utilizat pentru a alimenta diverse electronice dispozitive.