kinetisk energi er bevægelsesenergien. Dette kan være bevægelsen af store genstande (makroskopisk kinetisk energi) eller bevægelsen af små atomer og molekyler (mikroskopisk kinetisk energi). Makroskopisk kinetisk energi er “høj kvalitet” energi, mens mikroskopisk kinetisk energi er mere uordnet og “lav kvalitet.”
der er en simulering at lege med på potentiel energi, der viser interaktionen mellem gravitationel potentiel energi, kinetisk energi og fjederenergi. En simulering nedenfor viser, hvordan energi strømmer frem og tilbage mellem kinetisk energi og tyngdepotentiel energi, og en anden simulering længere nedenfor viser, hvordan friktion får makroskopisk kinetisk energi til at blive mikroskopisk kinetisk energi.
roterende kinetisk energi er også en form for kinetisk energi, der kommer fra et objekt, der spinder.
makroskopisk kinetisk energi
dette er den mest oplagte form for energi, da det er den nemmeste at observere. Dette er den energi, som bevægelige genstande besidder. Jo større et objekt er, eller jo hurtigere det bevæger sig, jo mere kinetisk energi har det. Summen af potentiel energi og makroskopisk kinetisk energi kaldes mekanisk energi og forbliver konstant for et system, når der kun er konservative kræfter (ingen ikke-konservative kræfter).
kinetisk energi beregnes ved hjælp af følgende formel:
- E er energi, målt i joule (J)
- m er masse, målt i kg (kg)
- v er hastighed, målt i meter pr. sekund (m / s)
- jo mere masse et bevægeligt objekt har, jo mere kinetisk energi vil det have med samme hastighed. En 2000 kg bil, der bevæger sig ved 14 m/s, har dobbelt så meget kinetisk energi som en 1000 kg bil, der bevæger sig med en ækvivalent 14 m/s.
- fordi hastighedsperioden i denne formel er kvadreret, har hastighed en meget større effekt end massen gør på kinetisk energi. En bil, der bevæger sig dobbelt så hurtigt som en anden bil med identisk masse, vil have 22 eller fire gange så meget kinetisk energi. En bil, der bevæger sig tre gange basishastigheden, har 32 eller ni gange den oprindelige kinetiske energi!
nogle måder at udnytte makroskopisk kinetisk energi inkluderer:
vindkraft udnytter den kinetiske energi, der besiddes af bevægelige luftlegemer (vind), og omdanner den til elektricitet. Vind i sig selv skabes oprindeligt gennem komplekse mønstre af ændringer i termisk energi, da atmosfæren og oceanerne opvarmes og afkøles af solen. (Solen køler faktisk ikke genstande, men solen skinner aldrig på et objekt på jorden hele tiden!)
vandkraft udnytter den kinetiske energi ved at flytte vand, når det falder (i et vandfald eller en vandkraft dæmning)
tidevandsenergi udnytter energien ved at flytte vand, når det bevæger sig frem og tilbage på grund af tidevand
PhET: Energy skate park
University of Colorado har nådigt tilladt os at bruge følgende PhET-simulering. Udforsk denne simulering for at se, hvordan gravitationel potentiel energi og kinetisk energi går frem og tilbage, men holder mekanisk energi den samme. Bemærk, hvordan mekanisk energi kan gå tabt og omdannes til termisk energi, men den samlede mængde energi forbliver stadig den samme:
mikroskopisk kinetisk energi
termisk energi (temperatur) er en speciel type kinetisk energi. Det er ikke energien fra et helt objekt, der bevæger sig – det er den samlede energi af bevægelse, rotation og vibration af atomer og molekyler inde i et objekt. I en gas-eller gasblanding, som luft, udgør bevægelsen (og rotationen) af individuelle gaspartikler denne energi. I et fast stof, som et bord, eksisterer den termiske energi som vibrationer af atomer eller molekyler. Total termisk energi inkluderer også nogle atomformer af potentiel energi, men den kinetiske energi af partikler er den nemmeste at fokusere på. Temperaturen af et objekt bestemmes af dets samlede mikroskopiske kinetiske energi.
selvom ikke al mikroskopisk kinetisk energi kan omdannes til nyttigt arbejde, kan en varmemotor få noget af den termiske energi og gøre den til nyttigt arbejde (selvom dette er begrænset af termodynamikens anden lov).
PhET-Simulering
University of Colorado har nådigt tilladt os at bruge følgende PhET-simulering. Denne simulering udforsker, hvordan makroskopisk kinetisk energi bliver mikroskopisk kinetisk energi:
for at lære mere om kinetisk energi se venligst hyperfysik.
