Кінетична енергія - це енергія руху; будь-який рухомий об’єкт має кінетичну енергію. Це одне з двох великих ковшів, що описують механічну енергію; інша - потенційна енергія, яка є формою енергії, яка зберігається.
Щось може мати як потенційну, так і кінетичну енергію, і ці форми енергії можуть трансформуватися вперед і назад, доки загальна енергія ніколи не змінюється. Це череззакон збереження енергії, який стверджує, що загальна енергія в замкнутій системі залишається постійною.
Розглянемо американські гірки, які спускаються з пагорба. Внизу його швидкість найбільша - як і кінетична енергія. На півдорозі назад до найвищої точки він має майже однакову кількість гравітаційної потенційної енергії і кінетичної енергії, а потім у верхній частині, коли вона може взагалі майже не рухатися, більша частина її енергії є потенційною енергія. І все ж у всіх точках на своєму шляху загальна енергія залишається незмінною.
Рівняння кінетичної енергії
Механічна кінетична енергія об'єкта масимрухаючись зі швидкістюvзадається формулою:
KE_ {mech} = \ frac {1} {2} mv ^ 2
Одиниця SI дляKE- Джоуль (J), де 1 J = 1 Нм. Чим важча маса і чим швидше вона рухається, тим більше у неї кінетичної енергії, але вона лінійно залежить від маси при масштабуванні з квадратом швидкості.
Види кінетичної енергії
Механічна кінетична енергіяпов'язаний з механічним рухом предмета. Він може мати поступальну (лінійну) кінетичну енергію та / або обертальну (обертається) кінетичну енергію. Наприклад, куля, яка котиться по підлозі, має як поступальну, так і обертальну кінетичну енергію.
Променева кінетична енергія- це енергія у вигляді електромагнітного випромінювання. Ви можете бути найбільш знайомими з видимим світлом, але ця енергія надходить у такі види, яких ми також не бачимо, наприклад радіохвилі, мікрохвильові печі, інфрачервоне світло, ультрафіолет, рентгенівські та гамма-промені. Це енергія, яку несуть фотони - частинки світла.
Кажуть, що фотони демонструють подвійність частинок / хвиль, тобто вони діють як хвиля, так і частинка. Вони відрізняються від звичайних хвиль дуже критично: вони не потребують середовища для просування. Через це вони можуть подорожувати через вакуум простору.
Теплова кінетична енергія, також відомий як теплова енергія, є результатом вібрацій молекул речовини. Чим швидше молекули вібрують, тим більша теплова енергія і гарячіший об'єкт. Чим повільніші вібрації, тим холодніший предмет. На межі, де зупиняється весь рух, температура об’єкта дорівнює абсолютному 0 за шкалою Кельвіна. Температура є мірою середньої поступальної кінетичної енергії на молекулу.
Інші форми енергії часто трансформуються в теплову в результаті сил тертя або дисипації. Подумайте потерти руки, щоб зігріти їх - ви перетворюєте механічну кінетичну енергію в теплову!
Сзвукікінетична енергія хвилі, порушення рухається через середовище. Будь-яка точка в цьому середовищі коливатиметься на місці при проходженні хвилі - або вирівняна за напрямком руху (aпоздовжня хвиля) або перпендикулярно до нього (aпоперечна хвиля), такий як видно з хвилею на струні.
Поки точки в середовищі коливаються на місці, саме збурення рухається з одного місця в інше. Це форма кінетичної енергії, оскільки вона є результатом руху фізичного матеріалу.
Звукова хвиля - це поздовжня хвиля. Тобто це відбувається внаслідок стиснення та розрідження повітря (найчастіше) або іншого матеріалу. Aстисненняявляє собою область, в якій середовище стискається і є більш щільною, і aрозрідження- регіон менш щільний.
Електрична кінетична енергія- кінетична енергія, пов'язана з рухомим зарядом. Це та сама механічна кінетична енергія 1/2 мв2; однак рухомий заряд також породжує магнітне поле. Це магнітне поле, подібно до гравітаційного або електричного поля, має здатність передавати потенційну енергію на все, що може її "відчути" - наприклад, на магніт чи інший рухомий заряд.
Коли рухомий заряд пробивається по ланцюгу, елементи в ланцюзі дозволяють отримати відповідне енергія, яка підлягає перетворенню в світлову енергію, або інші форми, оскільки схема використовується для живлення різних електронних пристроїв.