kinetisk energi är rörelsens energi. Detta kan vara rörelsen hos stora föremål (makroskopisk kinetisk energi) eller rörelsen av små atomer och molekyler (mikroskopisk kinetisk energi). Makroskopisk kinetisk energi är” högkvalitativ ”energi, medan mikroskopisk kinetisk energi är mer störd och” låg kvalitet.”
det finns en simulering att leka med vid potentiell energi som visar interaktionen mellan gravitationspotentialenergi, kinetisk energi och vårenergi. En simulering nedan visar hur energi flyter fram och tillbaka mellan kinetisk energi och gravitationspotentialenergi och en annan simulering längre ner visar hur friktion får makroskopisk kinetisk energi att bli mikroskopisk kinetisk energi.
rotationskinetisk energi är också en form av kinetisk energi som kommer från ett objekt som snurrar.
makroskopisk kinetisk energi
Detta är den mest uppenbara formen av energi eftersom det är lättast att observera. Detta är den energi som ägs av rörliga föremål. Ju större ett objekt är eller ju snabbare det rör sig, desto mer kinetisk energi har det. Summan av potentiell energi och makroskopisk kinetisk energi kallas mekanisk energi och förblir konstant för ett system när det bara finns konservativa krafter (inga icke-konservativa krafter).
kinetisk energi beräknas med följande formel:
- E är energi, mätt i joule (J)
- M är massa, mätt i kg (kg)
- v är hastighet, mätt i meter per sekund (m / s)
- ju mer massa ett rörligt objekt har desto mer kinetisk energi kommer det att ha med samma hastighet. En 2000 kg bil som rör sig vid 14 m/s har dubbelt så mycket kinetisk energi som en 1000 kg bil som rör sig med motsvarande 14 m/s.
- eftersom hastighetsperioden i denna formel är kvadratisk har hastigheten en mycket större effekt än massan gör på kinetisk energi. En bil som rör sig dubbelt så mycket som en annan bil med identisk massa kommer att ha 22 eller fyra gånger så mycket kinetisk energi. En bil som rör sig vid tre gånger bashastigheten kommer att ha 32 eller nio gånger den ursprungliga kinetiska energin!
några sätt att utnyttja makroskopisk kinetisk energi inkluderar:
vindkraft utnyttjar den kinetiska energin som ägs av rörliga luftkroppar (vind) och omvandlar den till El. Vinden själv skapas initialt genom komplexa mönster av förändringar i termisk energi när atmosfären och oceanerna värms upp och kyls av solen. (Solen kyler faktiskt inte föremål, men solen skiner aldrig på ett föremål på jorden hela tiden!)
vattenkraft utnyttjar den kinetiska energin i rörligt vatten när det faller (i ett vattenfall eller vattenkraftdamm)
tidvattenkraft utnyttjar energin i rörligt vatten när det rör sig fram och tillbaka på grund av tidvatten
PhET: Energy skate park
University of Colorado har nådigt tillåtit oss att använda följande PhET-simulering. Utforska denna simulering för att se hur gravitationspotentialenergi och kinetisk energi går fram och tillbaka men håller mekanisk energi densamma. Lägg märke till hur mekanisk energi kan gå förlorad och förvandlas till termisk energi, men den totala mängden energi förblir fortfarande densamma:
mikroskopisk kinetisk energi
termisk energi (temperatur) är en speciell typ av kinetisk energi. Det är inte energin hos ett helt objekt som rör sig – det är den totala energin för rörelse, rotation och vibration av atomerna och molekylerna inuti ett objekt. I en gas-eller gasblandning, som luft, utgör rörelsen (och rotationen) av enskilda gaspartiklar denna energi. I ett fast ämne, som ett bord, finns termisk energi som vibrationer av atomer eller molekyler. Total termisk energi innehåller också vissa atomformer av potentiell energi, men partiklarnas kinetiska energi är lättast att fokusera på. Temperaturen hos ett objekt bestäms av dess totala mikroskopiska kinetiska energi.
även om inte all mikroskopisk kinetisk energi kan förvandlas till användbart arbete, kan en värmemotor få lite av den termiska energin och förvandla den till användbart arbete (även om detta begränsas av termodynamikens andra lag).
Phet-simulering
University of Colorado har nådigt tillåtit oss att använda följande PhET-simulering. Denna simulering utforskar hur makroskopisk kinetisk energi blir mikroskopisk kinetisk energi:
för att lära dig mer om kinetisk energi, se hyperfysik.
