energia cinetică este energia mișcării. Aceasta poate fi mișcarea obiectelor mari (energie cinetică macroscopică) sau mișcarea atomilor și moleculelor mici (energie cinetică microscopică). Energia cinetică macroscopică este energie „de înaltă calitate”, în timp ce energia cinetică microscopică este mai dezordonată și ” de calitate scăzută.”
există o simulare pentru a juca cu energia potențială at care arată interacțiunea dintre energia potențială gravitațională, energia cinetică și energia de primăvară. O simulare de mai jos arată modul în care energia curge înainte și înapoi între energia cinetică și energia potențială gravitațională și o altă simulare mai jos arată modul în care frecarea determină energia cinetică macroscopică să devină energie cinetică microscopică.
energia cinetică rotativă este, de asemenea, o formă de energie cinetică care provine dintr-un obiect care se rotește.
energie cinetică macroscopică
aceasta este cea mai evidentă formă de energie, deoarece este cea mai ușor de observat. Aceasta este energia posedată de obiectele în mișcare. Cu cât un obiect este mai mare sau cu cât se mișcă mai repede, cu atât are mai multă energie cinetică. Suma energiei potențiale și a energiei cinetice macroscopice se numește energie mecanică și rămâne constantă pentru un sistem atunci când există doar forțe conservatoare (fără forțe neconservatoare).
energia cinetică se calculează folosind următoarea formulă:
- E este energie, măsurată în jouli (J)
- m este masa, măsurată în kilograme (kg)
- v este viteza, măsurată în metri pe secundă (m / s)
- cu cât are mai multă masă un obiect în mișcare, cu atât va avea mai multă energie cinetică cu aceeași viteză. O mașină de 2000 kg care se deplasează la 14 m/s are de două ori mai multă energie cinetică decât o mașină de 1000 kg care se deplasează la un echivalent de 14 m/s.
- deoarece termenul de viteză din această formulă este pătrat, viteza are un efect mult mai mare decât masa asupra energiei cinetice. O mașină care se deplasează cu o viteză de două ori mai mare decât o altă mașină de masă identică va avea de 22 sau de patru ori mai multă energie cinetică. O mașină care se deplasează de trei ori viteza de bază va avea 32 sau nouă ori energia cinetică originală!
unele moduri de a valorifica energia cinetică macroscopică includ:
energia eoliană valorifică energia cinetică posedată de corpurile de aer în mișcare (vânt), transformându-l în electricitate. Vântul în sine este creat inițial prin modele complexe de schimbări ale energiei termice, deoarece atmosfera și oceanele sunt încălzite și răcite de soare. (Soarele de fapt nu răcește obiectele, dar soarele nu strălucește niciodată pe un obiect de pe pământ tot timpul!)
hidroenergia valorifică energia cinetică a apei în mișcare pe măsură ce cade (într-o cascadă sau baraj hidroelectric)
puterea mareelor valorifică energia apei în mișcare pe măsură ce se mișcă înainte și înapoi din cauza mareelor
PhET: energy skate park
Universitatea din Colorado ne-a permis cu grație să folosim următoarea simulare PhET. Explorați această simulare pentru a vedea cum energia potențială gravitațională și energia cinetică merg înainte și înapoi, dar păstrează energia mecanică la fel. Observați cum energia mecanică poate fi pierdută și transformată în energie termică, dar cantitatea totală de energie rămâne aceeași:
energie cinetică microscopică
energia termică (temperatura) este un tip special de energie cinetică. Nu este energia unui obiect întreg în mișcare – este energia totală a mișcării, rotației și vibrației atomilor și moleculelor din interiorul unui obiect. Într-un amestec de gaz sau gaz, cum ar fi aerul, mișcarea (și rotația) particulelor individuale de gaz formează această energie. Într-un solid, ca o masă, energia termică există ca vibrație a atomilor sau moleculelor. Energia termică totală include, de asemenea, unele forme atomice de energie potențială, dar energia cinetică a particulelor este cea mai ușor de concentrat. Temperatura unui obiect este determinată de energia sa cinetică microscopică totală.
deși nu toată energia cinetică microscopică poate fi transformată în muncă utilă, un motor termic poate obține o parte din energia termică și o poate transforma în muncă utilă (deși acest lucru este limitat de a doua lege a termodinamicii).
simularea PhET
Universitatea din Colorado ne-a permis cu grație să folosim următoarea simulare PhET. Această simulare explorează modul în care energia cinetică macroscopică devine energie cinetică microscopică:
pentru a afla mai multe despre energia cinetică, vă rugăm să consultați hiperfizica.
