Кинетическая энергия - это энергия движения; любой движущийся объект обладает кинетической энергией. Это одно из двух больших ведер, описывающих механическую энергию; другая - потенциальная энергия, которая представляет собой запасенную форму энергии.
Что-то может иметь как потенциальную, так и кинетическую энергию, и эти формы энергии могут трансформироваться взад и вперед до тех пор, пока общая энергия никогда не меняется. Это из-зазакон сохранения энергии, который утверждает, что полная энергия в замкнутой системе остается постоянной.
Представьте американские горки, спускающиеся с холма. Внизу его скорость наибольшая, как и его кинетическая энергия. На полпути к высшей точке он имеет почти равное количество гравитационной потенциальной энергии и кинетическая энергия, а затем вверху, когда он может вообще не двигаться, большая часть его энергии является потенциальной энергия. И все же во всех точках его пути общая энергия остается неизменной.
Уравнение кинетической энергии
Механическая кинетическая энергия объекта массымдвижется со скоростьюvдается формулой:
KE_ {mech} = \ frac {1} {2} мв ^ 2
Единица СИ дляKE- джоуль (J), где 1 J = 1 Нм. Чем тяжелее масса и чем быстрее она движется, тем больше у нее кинетической энергии, но она линейно зависит от массы при масштабировании пропорционально квадрату скорости.
Типы кинетической энергии
Механическая кинетическая энергиясвязано с механическим движением объекта. Он может иметь поступательную (линейную) кинетическую энергию и / или вращательную (вращающуюся) кинетическую энергию. Например, мяч, катящийся по полу, обладает как поступательной, так и вращательной кинетической энергией.
Лучистая кинетическая энергияэнергия в виде электромагнитного излучения. Возможно, вы больше всего знакомы с видимым светом, но эта энергия бывает разных типов, которые мы тоже не видим, например, радиоволны, микроволны, инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-лучи. Это энергия, переносимая фотонами - частицами света.
Говорят, что фотоны демонстрируют дуальность частица / волна, то есть они действуют как волна и как частица. Они очень сильно отличаются от обычных волн: им не требуется среда, через которую можно перемещаться. Благодаря этому они могут путешествовать в космическом вакууме.
Тепловая кинетическая энергия, также известная как тепловая энергия, возникает в результате вибрации молекул вещества. Чем быстрее колеблются молекулы, тем больше тепловая энергия и тем горячее объект. Чем медленнее колебания, тем холоднее объект. На пределе, когда все движение прекращается, температура объекта составляет абсолютный 0 по шкале Кельвина. Температура - это мера средней поступательной кинетической энергии на молекулу.
Другие формы энергии часто преобразуются в тепловую в результате сил трения или диссипации. Подумайте о потирании рук, чтобы согреть их - вы превращаете механическую кинетическую энергию в тепловую!
С участиемзвука такжеволновая кинетическая энергиявозмущение проходит через среду. Любая точка в этой среде будет колебаться на месте по мере прохождения волны - либо совмещенная с направлением движения (продольная волна) или перпендикулярно ему (aпоперечная волна), как это видно с волной на струне.
В то время как точки в среде колеблются на месте, само возмущение перемещается из одного места в другое. Это форма кинетической энергии, потому что она является результатом движения физического материала.
Звуковая волна - это продольная волна. То есть он возникает в результате сжатия и разрежения в воздухе (чаще всего) или другом материале. Асжатие- область, в которой среда более плотная и сжатая, аразрежениеэто область с меньшей плотностью.
Электрическая кинетическая энергиякинетическая энергия, связанная с движущимся зарядом. Это та же механическая кинетическая энергия 1/2 мВ.2; однако движущийся заряд также создает магнитное поле. Это магнитное поле, как и гравитационное или электрическое поле, способно передавать потенциальную энергию всему, что может ее «почувствовать» - например, магниту или другому движущемуся заряду.
Когда движущийся заряд проходит через цепь, элементы в цепи учитывают связанные энергия, которая должна быть преобразована в световую энергию, или другие формы, поскольку схема используется для питания различных электронных устройств.