science >> Wetenschap >  >> Fysica

Kinetische energie: definitie, formule, typen (met voorbeelden)

Kinetische energie is de energie van beweging; elk bewegend object heeft kinetische energie. Het is een van de twee grote emmers die mechanische energie beschrijven; de andere is potentiële energie, wat een vorm van energie is die wordt opgeslagen.

Iets kan zowel potentiële als kinetische energie hebben, en deze vormen van energie kunnen heen en weer transformeren zolang de totale energie nooit verandert. Dit komt door de wet van behoud van energie
, die stelt dat de totale energie in een gesloten systeem constant blijft.

Overweeg een achtbaan die een heuvel afdaalt. Aan de onderkant is zijn snelheid het grootst - evenals zijn kinetische energie. Halverwege terug naar zijn hoogste punt, heeft het bijna gelijke hoeveelheden zwaartekracht potentiële energie en kinetische energie, en dan aan de top, wanneer het misschien nauwelijks beweegt, is het grootste deel van zijn energie potentiële energie. En toch blijft de totale energie op alle punten op zijn pad hetzelfde.
Kinetische energievergelijking

Mechanische kinetische energie van een massa-object m
beweegt met snelheid v
wordt gegeven door de formule:
KE_ {mech} \u003d \\ frac {1} {2} mv ^ 2

De SI-eenheid voor KE
is de Joule (J) waar 1 ", 3, [[Hoe zwaarder de massa en hoe sneller het beweegt, hoe meer kinetische energie het heeft, maar het hangt lineair af van de massa terwijl het schaalt met het kwadraat van de snelheid.
Soorten kinetische energie

Mechanische kinetische energie is geassocieerd met de mechanische beweging van een object. Het kan translationele (lineaire) kinetische energie en /of roterende (draaiende) kinetische energie hebben. Een bal die over de vloer rolt, heeft bijvoorbeeld zowel translationele als roterende kinetische energie.

Stralingskinetische energie
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 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. Ze verschillen op een zeer kritische manier van reguliere golven: ze hebben geen medium nodig om door te reizen. Hierdoor kunnen ze door het vacuüm van de ruimte reizen.

Thermische kinetische energie
, ook bekend als warmte-energie, is het resultaat van de moleculen in een stof die trilt. Hoe sneller de moleculen trillen, hoe groter de thermische energie en hoe heter het object. Hoe langzamer de trillingen, hoe kouder het object. Bij de limiet waar alle beweging stopt, is de temperatuur van het object absoluut 0 op de Kelvin-schaal. Temperatuur is een maat voor de gemiddelde translationele kinetische energie per molecule.

Andere vormen van energie worden vaak omgezet in thermische energie als gevolg van wrijvings- of dissipatieve krachten. Denk erover om je handen tegen elkaar te wrijven om ze te verwarmen - je zet mechanische kinetische energie om in thermische energie!

Met geluid
en golfkinetische energie
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 schommelen, 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 bewegend materiaal.

Een geluidsgolf is een longitudinale golf. Dat wil zeggen, het is het gevolg van compressies en zeldzaamheid in lucht (meestal) of een ander materiaal. Een compressie
is een regio waarin het medium wordt gecomprimeerd en dichter is, en een rarefactie
is een regio die minder dicht is.

Elektrische kinetische energie
is de kinetische energie geassocieerd met een bewegende lading. Het 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 over te brengen op alles wat het kan "voelen" - zoals een magneet of een andere bewegende lading.

Wanneer bewegende lading zich een weg baant een circuit, de elementen in het circuit zorgen ervoor dat de bijbehorende energie wordt omgezet in lichtenergie of andere vormen, omdat het circuit wordt gebruikt om verschillende elektronische apparaten van stroom te voorzien.