운동 에너지는 운동의 에너지입니다. 이것은 큰 물체의 움직임(거시적 운동 에너지)또는 작은 원자와 분자의 움직임(미세한 운동 에너지)일 수 있습니다. 거시적 운동 에너지는”고품질”에너지이며 미세한 운동 에너지는 더 무질서하고”품질이 낮습니다.”
중력 위치 에너지,운동 에너지 및 스프링 에너지의 상호 작용을 보여주는 위치 에너지에 대한 시뮬레이션이 있습니다. 아래의 시뮬레이션은 운동 에너지와 중력 위치 에너지 사이에서 에너지가 앞뒤로 흐르는 방법을 보여 주며,아래의 또 다른 시뮬레이션은 마찰로 인해 거시적 운동 에너지가 미세한 운동 에너지가되는 방법을 보여줍니다.
회전 운동 에너지는 또한 회전하는 물체에서 오는 운동 에너지의 한 형태입니다.
거시적 운동 에너지
이것은 관찰하기가 가장 쉽기 때문에 가장 명백한 형태의 에너지입니다. 이것은 움직이는 물체에 의해 소유 된 에너지입니다. 물체가 더 크거나 더 빨리 움직이면 운동 에너지가 더 커집니다. 위치 에너지와 거시적 운동 에너지의 합은 기계적 에너지라고하며 보수적 인 힘(비 보수적 인 힘 없음)만있을 때 시스템에 대해 일정하게 유지됩니다.
운동 에너지는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다:
- 전자는 에너지 측정한 줄(J)
- m 량,측정에서는 킬로그램(kg)
- v 속도 측정에서 초당 미터(m/s)
- 더 많은 질량 이동 물체의 운동에너지에 그것을 차지하고 있습니다.
- 이 공식에서 속도 항이 제곱되기 때문에 속도는 운동 에너지에 대한 질량보다 훨씬 더 큰 영향을 미칩니다. 동일한 질량의 다른 자동차의 두 배 속도로 움직이는 자동차는 22 또는 4 배의 운동 에너지를 갖습니다. 3 배 기본 속도로 움직이는 자동차는 32 또는 9 배 원래 운동 에너지를해야합니다!
거시적 운동 에너지를 활용하는 몇 가지 방법은 다음과 같습니다:
풍력은 움직이는 공기(바람)가 가진 운동 에너지를 이용하여 전기로 변환합니다. 바람 자체는 처음에 대기와 바다가 태양에 의해 가열되고 냉각됨에 따라 열에너지의 복잡한 변화 패턴을 통해 생성됩니다. (태양은 실제로 물체를 식히지 않지만 태양은 항상 지구상의 물체에 빛을 발하지 않습니다!(폭포나 수력발전댐에서)
조력발전 조수로 인해 물 이동 에너지를 물 이동 에너지를 활용합니다.
펫:에너지 스케이트파크
콜로라도대학은 다음과 같은 펫 시뮬레이션을 기꺼이 사용할 수 있도록 허용했습니다. 이 시뮬레이션을 탐색하여 중력 위치 에너지와 운동 에너지가 어떻게 앞뒤로 이동하지만 기계적 에너지를 동일하게 유지하는지 확인하십시오. 기계적 에너지가 어떻게 손실되어 열 에너지로 전환 될 수 있는지 주목하지만,총 에너지 양은 여전히 동일하게 유지됩니다:
미세한 운동 에너지
열 에너지(온도)는 특별한 유형의 운동 에너지입니다. 그것은 움직이는 전체 물체 자체의 에너지가 아니라 물체 내부의 원자와 분자의 운동,회전 및 진동의 총 에너지입니다. 공기와 같은 가스 또는 가스 혼합물에서 개별 가스 입자의 움직임(및 회전)이이 에너지를 구성합니다. 고체에서는,테이블 같이,열 에너지는 원자 분자의 진동으로 존재합니다. 총 열 에너지는 위치 에너지의 일부 원자 형태를 포함하지만,입자의 운동 에너지에 초점을 가장 쉬운 방법입니다. 물체의 온도는 총 미세한 운동 에너지에 의해 결정됩니다.
모든 미세한 운동 에너지가 유용한 작업으로 전환 될 수는 없지만 열 엔진은 열 에너지의 일부를 얻어 유용한 작업으로 전환 할 수 있습니다(열역학 제 2 법칙에 의해 제한되지만).
펫 시뮬레이션
콜로라도 대학은 기꺼이 우리가 다음과 같은 펫 시뮬레이션을 사용할 수있게했습니다. 이 시뮬레이션은 거시적 운동 에너지가 미세한 운동 에너지가되는 방법을 탐구합니다.
운동 에너지에 대한 자세한 내용은 하이퍼 물리학을 참조하십시오.
