Voor een te vervallen object voor de zwaartekracht stelt het behoud van mechanische energie ons in staat om zijn snelheid te bepalen terwijl deze valt zonder de standaard constante versnellingsvergelijkingen van beweging te gebruiken. Bepaal eenvoudig de totale mechanische energie voordat het object begint te vallen ( mgh
), en dan op welke hoogte het ook is, het verschil in potentiële energie moet gelijk zijn aan 1 /2mv ^{2. Zodra u kinetische energie kent, kunt u het oplossen voor v
.}

Thermische energie
, ook bekend als warmte-energie, is het resultaat van de moleculen in een stof die trilt. Hoe sneller de moleculen bewegen, hoe groter de thermische energie en hoe heter het object. Hoe langzamer de beweging, hoe kouder het object. In de limiet waar alle beweging stopt, is de temperatuur van het object absoluut 0 in Kelvin-eenheden.

Temperatuur is een maat voor de gemiddelde translationele kinetische energie per molecuul. De thermische energie van een ideaal monatomisch gas wordt gegeven door de formule:
E_ {thermal} \u003d \\ frac {3} {2} Nk_BT

Waar N
het aantal atomen is, T
is de temperatuur in Kelvin en k _{B
is de constante 1.381 × 10 ^{-23 J /K van Boltzmann.}}

Op het oppervlak kan dit begrepen worden als hetzelfde soort dingen dat mechanische kinetische energie is. Het is het resultaat van objecten (moleculen in dit geval) die fysiek met een bepaalde snelheid bewegen. Maar deze beweging gebeurt allemaal op de microscopische schaal binnen een groter object, dus het is logisch om het anders te behandelen - vooral omdat het onmogelijk is om de beweging van elk afzonderlijk molecuul in iets te verklaren!

Merk ook op dat het geen zin heeft om dit te verwarren met mechanische kinetische energie, omdat deze energie niet zo eenvoudig wordt omgezet in potentiële energie op dezelfde manier als de kinetische energie van een bal die in de lucht wordt gegooid.

Golfenergie
en geluid
vormen een extra type kinetische energie, dat is de energie geassocieerd met golfbeweging. Met een golf reist een storing door een medium. Elk punt in dat medium zal op zijn plaats oscilleren als de golf erdoorheen gaat - ofwel uitgelijnd met de bewegingsrichting (een longitudinale golf
) of loodrecht daarop (een transversale golf
), zoals zoals te zien is met een golf op een snaar.

Terwijl de punten in het medium op hun plaats oscilleren, reist de verstoring zelf van de ene plaats naar de andere. Dit is een vorm van kinetische energie omdat het het resultaat is van een fysiek materiaal dat beweegt.

De energie die bij een golf hoort, is meestal recht evenredig met het kwadraat van de amplitude van de golf. De exacte relatie hangt echter af van het type golf en het medium waardoor het beweegt.

Een type golf is een geluidsgolf, die een longitudinale golf is. Dat wil zeggen, het komt voort uit compressies (regio's waarin het medium wordt gecomprimeerd) en rarefactions (regio's waarin het medium minder wordt gecomprimeerd) in, meestal, lucht of een ander materiaal.

Stralingsenergie
is gerelateerd aan golfenergie, maar het is niet helemaal hetzelfde. Dit is energie in de vorm van elektromagnetische straling. Je bent misschien het meest bekend met zichtbaar licht, maar deze energie is er in soorten die we niet zo goed kunnen zien, zoals radiogolven, magnetrons, infrarood, ultraviolet, röntgenstralen en gammastralen. Het is energie gedragen door fotonen - lichtdeeltjes. Van fotonen wordt gezegd dat ze deeltje /golf dualiteit vertonen, wat betekent dat ze zowel als een golf als een deeltje werken.

Stralingsenergie verschilt op een zeer kritische manier van reguliere golven: er is geen medium voor nodig om te reizen . Hierdoor kan het door het vacuüm van de ruimte reizen. Alle elektromagnetische straling reist met de snelheid van het licht (de snelste snelheid in het universum!) In een vacuüm.

Merk op dat het foton geen massa heeft, dus we kunnen niet eenvoudig de mechanische kinetische energievergelijking gebruiken om bepaal de bijbehorende kinetische energie. In plaats daarvan wordt de energie geassocieerd met elektromagnetische straling gegeven door E \u003d hf, waarbij f
frequentie is en h
Planck's constante 6.626 × 10 ^{-34 Js.}

Elektrische energie
: de kinetische energie geassocieerd met een bewegende lading is dezelfde mechanische kinetische energie 1 /2mv ^{2; een bewegende lading genereert echter ook een magnetisch veld. Dat magnetische veld heeft, net als een zwaartekracht- of elektrisch veld, de mogelijkheid om potentiële energie te geven aan alles wat het kan "voelen" - zoals een magneet of een andere bewegende lading.
Energietransformaties}

Het totaal energie van een gesloten systeem is behouden. Dat wil zeggen dat de totale hoeveelheid, in alle vormen, constant blijft, zelfs als deze wordt overgedragen tussen objecten in het systeem of van vorm of type verandert.

Een goed voorbeeld hiervan is wat er gebeurt met de kinetiek, het potentieel en het totaal energie van een bal die in de lucht wordt geworpen. Stel dat een bal van 0,5 kg vanaf de grond omhoog wordt gelanceerd met een beginsnelheid van 20 m /s. We kunnen de volgende kinematische vergelijkingen gebruiken om de hoogte en snelheid van de bal te bepalen op elke seconde van zijn verplaatsing:
v_f \u003d v_i + at \u003d 20 \\ text {m /s} -gt \\\\ y_f \u003d y_i + v_it + \\ frac {1} {2} om ^ 2 \u003d (20 \\ text {m /s}) t- \\ frac {g} {2} t ^ 2

Als we g
benaderen als 10 m /s ^{2, we krijgen de resultaten in de volgende tabel:}

(tabel invoegen)

Laten we het nu vanuit een energieperspectief bekijken. Voor elke seconde van de reis kunnen we de potentiële energie berekenen met behulp van mgh
en de kinetische energie met behulp van 1 /2mv ^{2. De totale energie is de som van beide. Door kolommen toe te voegen aan onze tafel voor potentiële, kinetische en totale energie, krijgen we:}

(tabel invoegen)

Zoals je kunt zien, is aan het begin van het pad alle energie van de bal kinetische. Terwijl het stijgt, neemt zijn snelheid af en neemt de hoogte toe, en kinetische energie wordt omgezet in potentiële energie. Wanneer het op het hoogste punt is, is alle initiële kinetiek potentieel geworden en keert het proces zichzelf om terwijl het terugvalt. Tijdens het hele pad bleef de totale energie constant.

Als ons voorbeeld wrijving of andere dissipatieve krachten had omvat, zou de totale mechanische energie dat niet zijn, terwijl de totale energie nog steeds zou worden behouden. De totale mechanische energie zou gelijk zijn aan het verschil tussen de totale energie en de energie die is getransformeerd naar andere typen, zoals thermische of geluidsenergie.