Spôsoby zvýšenia kinetickej energie

Kinetická energia je energia pohybu; je to energia vyjadrená pohybujúcimi sa objektmi. Či už hľadáte dlhšiu golfovú jazdu alebo výkonnejší nástroj, kinetická energia vám môže pomôcť dosiahnuť váš cieľ. Zvyšovanie kinetickej energie spočíva v manipulácii s jej dvoma kľúčovými zložkami: hmotou a rýchlosťou.

Translačná kinetická energia je energia pohybu v priamom smere - predstavte si ju ako energiu automobilu jazdiaceho po ulici. Kinetická energia je funkciou hmotnosti objektu a jeho rýchlosti. Presnejšie, translačnú kinetickú energiu možno opísať ako polovičnú hmotnosť vynásobenú druhou mocninou rýchlosti objektu: 1 / 2mv ^ 2.

Pretože vzorec kinetickej energie translácie pozostáva iba z dvoch premenných, hmotnosti a rýchlosti, zvýšenie jednej z týchto vlastností je jediný spôsob, ako zvýšiť translačnú kinetiku objektu energie. Nárasty hmotnosti a rýchlosti však nemajú rovnaký vplyv. Pretože kinetická energia je úmerná druhej mocnine rýchlosti, zvýšenie rýchlosti bude mať exponenciálne väčší vplyv na translačnú kinetickú energiu. Zdvojnásobenie hmotnosti objektu iba zdvojnásobí jeho kinetickú energiu, ale zdvojnásobenie rýchlosti objektu jeho rýchlosť štvornásobne.

Rotačná kinetická energia popisuje energiu objektu rotujúceho okolo ťažiska - napríklad jazdca na ruskom kolese. V tomto prípade je kinetická energia stále funkciou hmotnosti a rýchlosti, ale použité pojmy sa mierne líšia, aby zohľadňovali pohyb v kruhovom smere. Rotačná kinetická energia uplatňuje rovnakú rovnicu, ibaže hromadný člen je nahradený premennou známou ako „moment zotrvačnosti“ (I), zatiaľ čo člen rýchlosti sa nahradí „uhlovou rýchlosťou“ objektu (w) - 1 / 2Iw ^ 2.

Rovnako ako v prípade translačnej kinetickej energie je zvýšenie energie vecou zvyšovania hmotnosti a rýchlosti. „Moment zotrvačnosti“ sa rovná hmotnosti objektu krát druhá mocnina jeho vzdialenosti od stredu rotácie, takže ho možno zväčšiť buď zväčšením hmoty objektu alebo jeho posunutím ďalej od stredu rotácie - jednoducho postavte väčšieho Ferrisa koleso. Prípadne môžete zvýšiť kinetickú energiu zvýšením uhlovej rýchlosti, čo znamená jednoduché zvýšenie rýchlosti, akou sa objekt otáča okolo stredu otáčania.