kinetická energie je energie pohybu. Může to být pohyb velkých objektů (makroskopická kinetická energie) nebo pohyb malých atomů a molekul (mikroskopická kinetická energie). Makroskopická kinetická energie je“ vysoce kvalitní „energie, zatímco mikroskopická kinetická energie je více neuspořádaná a“ nízká kvalita.“
existuje simulace, se kterou si můžete hrát na potenciální energii, která ukazuje interakci gravitační potenciální energie, kinetické energie a jarní energie. Simulace níže ukazuje, jak energie proudí tam a zpět mezi kinetickou energií a gravitační potenciální energií, a další simulace dále níže ukazuje, jak tření způsobuje, že se makroskopická kinetická energie stává mikroskopickou kinetickou energií.
rotační kinetická energie je také forma kinetické energie, která pochází z rotujícího objektu.
makroskopická kinetická energie
Toto je nejzřetelnější forma energie, protože je nejjednodušší pozorovat. To je energie, kterou mají pohybující se objekty. Čím větší je objekt nebo čím rychleji se pohybuje, tím více kinetické energie má. Součet potenciální energie a makroskopické kinetické energie se nazývá mechanická energie a zůstává konstantní pro systém, pokud existují pouze konzervativní síly(žádné nekonzervativní síly).
kinetická energie se vypočítá podle následujícího vzorce:
- E je energie, měřeno v joulech (J)
- m je hmotnost, měřeno v kilogramech (kg)
- v je rychlost, měřeno v metrech za sekundu (m / s)
- čím více hmoty má pohybující se objekt, tím více kinetické energie bude mít při stejné rychlosti. 2000 kg auto pohybující se rychlostí 14 m / s má dvakrát tolik kinetické energie než 1000 kg auto pohybující se ekvivalentní 14 m / s.
- protože rychlostní termín v tomto vzorci je na druhou, rychlost má mnohem větší účinek než hmotnost na kinetickou energii. Auto pohybující se dvojnásobnou rychlostí než jiné auto stejné hmotnosti bude mít 22 nebo čtyřikrát tolik kinetické energie. Auto pohybující se trojnásobkem základní rychlosti bude mít 32 nebo devítinásobek původní kinetické energie!
některé způsoby využití makroskopické kinetické energie zahrnují:
Větrná energie využívá kinetickou energii pohybujících se těles vzduchu( větru) a přeměňuje ji na elektřinu. Samotný vítr je zpočátku vytvářen složitými vzory změn tepelné energie, když se atmosféra a oceány zahřívají a ochlazují sluncem. (Slunce ve skutečnosti nechladí předměty, ale slunce nikdy nesvítí na objekt na Zemi po celou dobu!
vodní energie využívá kinetickou energii pohybující se vody, Jak padá (ve vodopádu nebo vodní přehradě)
přílivová energie využívá energii pohybující se vody, Jak se pohybuje tam a zpět v důsledku přílivu
PhET: Energy skate park
University of Colorado nám laskavě umožnila použít následující simulaci PhET. Prozkoumejte tuto simulaci a zjistěte, jak gravitační potenciální energie a kinetická energie jdou tam a zpět, ale udržujte mechanickou energii stejnou. Všimněte si, jak mechanická energie může být ztracena a přeměněna na tepelnou energii, ale celkové množství energie zůstává stejné:
mikroskopická kinetická energie
tepelná energie (teplota) je zvláštní typ kinetické energie. Není to energie celého objektu, který se pohybuje-je to celková energie pohybu, rotace a vibrací atomů a molekul uvnitř objektu. V plynné nebo plynné směsi, jako je vzduch, tvoří pohyb (a rotace) jednotlivých částic plynu tuto energii. V pevné látce, jako je tabulka, existuje tepelná energie jako vibrace atomů nebo molekul. Celková tepelná energie zahrnuje také některé atomové formy potenciální energie, ale kinetická energie částic je nejjednodušší zaměřit se na. Teplota objektu je určena jeho celkovou mikroskopickou kinetickou energií.
i když ne všechny mikroskopické kinetické energie mohou být přeměněny na užitečnou práci, tepelný motor může získat část tepelné energie a přeměnit ji na užitečnou práci(i když je to omezeno druhým zákonem termodynamiky).
Phet Simulace
University of Colorado nám laskavě umožnila použít následující simulaci PhET. Tato simulace zkoumá, jak se makroskopická kinetická energie stává mikroskopickou kinetickou energií:
Chcete-li se dozvědět více o kinetické energii, podívejte se na hyperfyziku.
