liike-energia on liike-energia. Tämä voi olla suurten kappaleiden liike (makroskooppinen liike-energia) tai pienten atomien ja molekyylien liike (mikroskooppinen liike-energia). Makroskooppinen liike-energia on ” korkealuokkaista ”energiaa, kun taas mikroskooppinen liike-energia on epäyhtenäisempää ja” heikkolaatuista.”
on olemassa simulaatio, jolla voi leikkiä potentiaalienergialla, joka näyttää gravitaatiopotentiaalin energian, kineettisen energian ja jousienergian vuorovaikutuksen. Alla oleva simulaatio näyttää, miten energia virtaa edestakaisin liike-energian ja gravitaatiopotentiaalienergian välillä, ja toinen simulaatio alla osoittaa, miten kitka aiheuttaa makroskooppisen liike-energian muuttumisen mikroskooppiseksi liike-energiaksi.
Rotaatiokineettinen energia on myös liike-energian muoto, joka tulee pyörivästä kappaleesta.
makroskooppinen kineettinen energia
tämä on energian ilmeisin muoto, koska se on helpoin havaita. Tämä on liikkuvien esineiden hallussa oleva energia. Mitä suurempi kappale on tai mitä nopeammin se liikkuu, sitä enemmän sillä on liike-energiaa. Potentiaalienergian ja makroskooppisen liike-energian summaa kutsutaan mekaaniseksi energiaksi ja se pysyy vakiona systeemissä, kun on olemassa vain konservatiivisia voimia (ei ei-konservatiivisia voimia).
kineettinen energia lasketaan seuraavalla kaavalla:
- E on energia mitattuna jouleina (J)
- m on massa kilogrammoina (kg) mitattuna
- v on nopeus metreinä sekunnissa (m/s)
- mitä enemmän liikkuvalla kappaleella on massaa, sitä enemmän sillä on liike-energiaa samalla nopeudella. 2000 kg: n painoisella autolla, joka liikkuu nopeudella 14 m/s, On kaksi kertaa niin paljon liike-energiaa kuin 1000 kg: n painoisella autolla, joka liikkuu vastaavalla nopeudella 14 m/s.
- koska tämän kaavan nopeustermi on potenssissa, nopeudella on paljon suurempi vaikutus kuin massalla kineettiseen energiaan. Auto, joka liikkuu kaksi kertaa nopeammin kuin toinen samanmassainen auto, saa 22 tai neljä kertaa enemmän liike-energiaa. Auton, joka liikkuu kolme kertaa perusnopeudella, liike-energia on 32 tai yhdeksän kertaa alkuperäistä liike-energiaa suurempi!
joitakin tapoja valjastaa makroskooppista liike-energiaa ovat:
Tuulivoima valjastaa liikkuvan ilmakappaleen (tuulen) liike-energian muuntaen sen sähköksi. Tuuli itsessään syntyy alun perin lämpöenergian monimutkaisten muutosten kautta, kun aurinko lämmittää ja jäähdyttää ilmakehää ja meriä. (Aurinko ei oikeastaan viilennä kohteita, mutta aurinko ei koskaan paista maan päällä olevaan esineeseen koko ajan!)
vesivoima valjastaa liikkuvan veden liike-energian sen pudotessa (vesiputouksessa tai vesivoimapadossa)
vuorovesienergia valjastaa liikkuvan veden energian sen liikkuessa edestakaisin vuoroveden takia
PhET: Energy skate park
Coloradon yliopisto on suopeasti antanut meidän käyttää seuraavaa PhET-simulaatiota. Tutki tätä simulaatiota nähdäksesi, miten gravitaatiopotentiaali ja liike-energia kulkevat edestakaisin, mutta pitävät mekaanisen energian samana. Huomaa, miten mekaaninen energia voi kadota ja muuttua lämpöenergiaksi, mutta energian kokonaismäärä pysyy silti samana:
mikroskooppinen kineettinen energia
lämpöenergia (lämpötila) on erityinen kineettisen energian tyyppi. Se ei ole koko kappaleen itsensä liike-energia – se on kappaleen sisällä olevien atomien ja molekyylien liike -, pyörimis-ja värähtelyenergia. Kaasussa tai kaasuseoksessa, kuten ilmassa, yksittäisten kaasuhiukkasten liike (ja pyöriminen) muodostaa tämän energian. Kiinteässä, kuten taulukossa, lämpöenergia esiintyy atomien tai molekyylien värähtelynä. Kokonaislämpöenergiaan sisältyy myös joitakin potentiaalienergian atomimuotoja, mutta hiukkasten liike-energiaan on helpointa keskittyä. Kappaleen lämpötila määräytyy sen koko mikroskooppisen liike-energian perusteella.
vaikka kaikkea mikroskooppista liike-energiaa ei voida muuttaa hyödylliseksi työksi, voi lämpökone saada osan lämpöenergiasta ja muuttaa sen hyödylliseksi työksi (joskin tätä rajoittaa termodynamiikan toinen laki).
PhET-simulaatio
Coloradon yliopisto on antanut armollisesti luvan käyttää seuraavaa PhET-simulaatiota. Tämä simulaatio tutkii, miten makroskooppisesta kineettisestä energiasta tulee mikroskooppista kineettistä energiaa:
lisätietoja kineettisestä energiasta on hyperfysiikassa.
