kinetische energie is de bewegingsenergie. Dit kan de beweging zijn van grote objecten (macroscopische kinetische energie), of de beweging van kleine atomen en moleculen (microscopische kinetische energie). Macroscopische kinetische energie is “hoge kwaliteit” energie, terwijl microscopische kinetische energie is meer wanordelijk en ” lage kwaliteit.”
er is een simulatie om mee te spelen bij potentiële energie die de interactie laat zien van potentiële gravitatieenergie, kinetische energie en veerenergie. Een simulatie hieronder laat zien hoe energie heen en weer stroomt tussen kinetische energie en gravitatiepotentiaal energie en een andere simulatie hieronder laat zien hoe wrijving ervoor zorgt dat macroscopische kinetische energie microscopische kinetische energie wordt.Rotatiekinetische energie is een vorm van kinetische energie die afkomstig is van een draaiend object.
macroscopische kinetische energie
Dit is de meest voor de hand liggende vorm van energie, omdat deze het gemakkelijkst waarneembaar is. Dit is de energie van bewegende objecten. Hoe groter een object is of hoe sneller het beweegt, hoe meer kinetische energie het heeft. De som van potentiële energie en macroscopische kinetische energie wordt mechanische energie genoemd en blijft constant voor een systeem wanneer er alleen conservatieve krachten zijn (geen niet-conservatieve krachten).
de kinetische energie wordt berekend met behulp van de volgende formule::
- E is energie, gemeten in joule (J)
- m is massa, gemeten in kg (kg)
- v is snelheid, gemeten in meters per seconde (m/s))
- hoe meer massa een bewegend object heeft, hoe meer kinetische energie het met dezelfde snelheid zal bezitten. Een auto van 2000 kg met een snelheid van 14 m/s heeft twee keer zoveel kinetische energie als een auto van 1000 kg met een snelheid van 14 m/s.
- omdat de snelheidsterm in deze formule kwadraat is, heeft de snelheid een veel groter effect dan de massa op de kinetische energie. Een auto die twee keer zo snel rijdt als een andere auto met dezelfde massa, heeft 22 tot vier keer zoveel kinetische energie. Een auto die op drie keer de basissnelheid rijdt, heeft 32 of negen keer de oorspronkelijke kinetische energie!
enkele manieren om macroscopische kinetische energie te benutten zijn:
windenergie-harnassen de kinetische energie van bewegende luchtlichamen (wind), die in elektriciteit wordt omgezet. Wind zelf wordt in eerste instantie gecreëerd door complexe patronen van veranderingen in thermische energie als de atmosfeer en oceanen worden verwarmd en gekoeld door de zon. (De zon koelt eigenlijk geen objecten, maar de zon schijnt nooit de hele tijd op een object op aarde!)
Waterkrachtbomen de kinetische energie van bewegend water als het valt (in een waterval of hydro-elektrische dam)
getijdenenergie harnassen de energie van bewegend water als het heen en weer beweegt als gevolg van getijden
PhET: Energy skate park
de Universiteit van Colorado heeft ons vriendelijk toegestaan om de volgende PhET-simulatie te gebruiken. Verken deze simulatie om te zien hoe gravitatiepotentiele energie en kinetische energie heen en weer gaan, maar mechanische energie hetzelfde houden. Let op hoe mechanische energie kan worden verloren en omgezet in thermische energie, maar de totale hoeveelheid energie blijft hetzelfde:
microscopische kinetische energie
thermische energie (temperatuur) is een speciaal type kinetische energie. Het is niet de energie van een heel object zelf dat beweegt – het is de totale energie van beweging, rotatie en vibratie van de atomen en moleculen in een object. In een gas of gasmengsel, zoals lucht, vormt de beweging (en rotatie) van individuele gasdeeltjes deze energie. In een vaste stof, zoals een tabel, bestaat de thermische energie als trilling van atomen of moleculen. Totale thermische energie omvat ook een aantal atomaire vormen van potentiële energie, maar de kinetische energie van deeltjes is het makkelijkst om op te focussen. De temperatuur van een object wordt bepaald door zijn totale microscopische kinetische energie.
hoewel niet alle microscopische kinetische energie kan worden omgezet in nuttig werk, kan een warmtemotor een deel van de thermische energie verkrijgen en omzetten in nuttig werk (hoewel dit wordt beperkt door de tweede wet van de thermodynamica).
PhET-simulatie
de Universiteit van Colorado heeft ons vriendelijk toegestaan om de volgende PhET-simulatie te gebruiken. Deze simulatie onderzoekt hoe macroscopische kinetische energie microscopische kinetische energie wordt:
voor meer informatie over kinetische energie, zie hyperfysica.
