Kinetinė ir potencinė energija

Kinetinė energija yra energija, kurią kūnas turi dėl savo judėjimas. Potencinė energija yra energija, kurią kūnas turi dėl savo padėtis arba valstybės. Nors objekto kinetinė energija yra susijusi su kitų objektų būsena jo aplinkoje, potenciali energija yra visiškai nepriklausoma nuo jo aplinkos. Taigi objekto pagreitis nėra akivaizdus judant vienam objektui, kai juda ir kiti toje pačioje aplinkoje esantys objektai. Pavyzdžiui, kulka, svilinanti praeinantį stovintį žmogų, turi kinetinę energiją, tačiau kulka neturi kinetinės energijos traukinio, važiuojančio šalia.

Palyginimo diagrama

Skirtumai - panašumai - Kinetinės energijos ir potencialios energijos palyginimo lentelė

	Kinetinė energija	Potencinė energija
Apibrėžimas	Kūno ar sistemos energija kūno ar joje esančių dalelių judėjimo atžvilgiu.	Potenciali energija yra daikto ar sistemos kaupiama energija dėl jo padėties ar konfigūracijos.
Ryšys su aplinka	Objekto kinetinė energija yra susijusi su kitais judančiais ir nejudančiais objektais jo artimiausioje aplinkoje.	Potenciali energija nėra santykinė su objekto aplinka.
Perkeliamumas	Kinetinė energija gali būti perkelta iš vieno judančio objekto į kitą, tarkime, susidūrimų metu.	Negalima perduoti potencialios energijos.
Pavyzdžiai	Tekančio vandens, pavyzdžiui, kai krinta iš krioklio.	Vanduo krioklio viršuje, prieš nuosėdį.
SI vienetas	Džoulė (J)	Džoulė (J)
Nustatantys veiksniai	Greitis / greitis ir masė	Aukštis arba atstumas ir masė

Turinys: kinetinė ir potencinė energija

• 1 Kinetinės ir potencialios energijos tarpusavio keitimas
• 2 Etimologija
• 3 Kinetinės ir potencinės energijos rūšys
• 4 programos
• 5 literatūros sąrašas

Kinetinės ir potencialios energijos tarpusavio keitimas

Energijos išsaugojimo įstatymas teigia, kad energija negali būti sunaikinta, o gali būti keičiama tik iš vienos formos į kitą. Paimkite klasikinį paprasto švytuoklės pavyzdį. Kai švytuoklė svyruoja, pakabinamas kūnas pakyla aukščiau ir dėl savo padėties potencialas padidėja ir viršuje pasiekia maksimumą. Pradėjus švytuoklės sukimąsi žemyn, kaupiama potenciali energija virsta kinetine energija.

Kai spyruoklė ištempiama į vieną pusę, ji nukreipia jėgą į kitą pusę, kad galėtų grįžti į pradinę būseną. Ši jėga vadinama atstatančiąja jėga, kuri atneša daiktus ir sistemas į žemo energijos lygio padėtį. Jėga, reikalinga spyruoklei ištempti, kaupiama metale kaip potenciali energija. Kai spyruoklė atleidžiama, kaupiama potencinė energija atstatomosios jėgos paverčiama kinetine energija.

Pakėlus bet kurią masę, žemės gravitacinė jėga (ir šiuo atveju atstatomoji jėga) veikia ją sugrąžindama žemyn. Masė, reikalinga pakelti, dėl savo padėties kaupiama kaip potenciali energija. Krentant masei, kaupiama potenciali energija virsta kinetine energija.

Etimologija

Žodis „kinetika“ kildinamas iš graikų kalbos žodžio kinezė, o tai reiškia „judesys“. Sąvokos „kinetinė energija“ ir „darbas“, kaip suprantama ir vartojamos šiandien, atsirado XIX amžiuje. Manoma, kad „kinetinę energiją“ sukūrė Williamas Thomsonas (lordas Kelvinas) apie 1850 m.

Terminą „potenciali energija“ sugalvojo škotų fizikas ir inžinierius Viljamas Rankine'as, kuris tęsė įvairius mokslus, įskaitant termodinamiką..

Kinetinės ir potencialios energijos rūšys

Kinetinę energiją galima suskirstyti į dvi rūšis, atsižvelgiant į objektų tipą:

• Transliacinė kinetinė energija
• Sukimosi kinetinė energija

Standūs nesisukantys kūnai juda tiesia linija. Taigi, kinetinė energija yra kinetinė energija, kurią turi objektas, judantis tiesia linija. Objekto kinetinė energija yra susijusi su jo impulsu (masės ir greičio sandauga, p = mv, kur m yra masė, o v yra greitis). Kinetinė energija yra susijusi su pagreičiu per santykį E = p ^ 2 / 2m, taigi kinetinė energija perskaičiuojama kaip E = ½ mv ^ 2. Standūs kūnai, besisukantys išilgai jų masės centro, turi sukimosi kinetinę energiją. Besisukančio kūno sukimosi kinetinė energija apskaičiuojama kaip bendra įvairių jo judančių dalių kinetinė energija. Kūnai ramybėje taip pat turi kinetinę energiją. Jame esantys atomai ir molekulės juda nuolat. Tokio kūno kinetinė energija yra jo temperatūros matas.

Potenciali energija klasifikuojama atsižvelgiant į taikomą atstatomąją jėgą.

• Gravitacinė potencinė energija - potenciali objekto energija, susijusi su gravitacine jėga. Pvz., Kai knyga uždedama ant stalo, energija, reikalinga knygai pakelti nuo grindų, ir energija, kurią knyga turi dėl padidėjusios jo padėties ant stalo, yra gravitacinė potencinė energija. Čia gravitacija yra atstatanti jėga.
• Elastinė potenciali energija - Energija, kurią turi elastingas kūnas, pavyzdžiui, lankas ir katapulta, kai jis yra ištemptas ir deformuotas viena kryptimi, yra tamprioji potencialo energija. Atkuriamoji jėga yra tamprumas, veikiantis priešinga kryptimi.
• Cheminė potenciali energija - energija, susijusi su atomų ir molekulių išdėstymu struktūroje, yra cheminė potenciali energija. Cheminė energija, kurią turi medžiaga dėl galimybės, kad ji turės pasikeisti chemiškai, dalyvaudama cheminėje reakcijoje, yra cheminė medžiagos potenciali energija. Pavyzdžiui, kai naudojamas kuras, degaluose kaupiama cheminė energija virsta šiluma.
• Elektrinio potencialo energija - energija, kurią daiktas turi dėl savo elektrinio krūvio, yra potenciali elektrinė energija. Yra du tipai - elektrostatinė potencialo energija ir elektrodinaminio potencialo energija arba magnetinio potencialo energija.
• Branduolinės energijos potencialas - potenciali energija, kurią atominės branduolio viduje turi dalelės (neutronai, protonai), yra branduolinė potencialo energija. Pavyzdžiui, vandenilio sintezė saulėje potencialią energiją, saugomą saulės medžiagoje, paverčia šviesos energija.

Programos

• Pramogų parke esantys kalneliai prasideda kinetinės energijos pavertimu potencialia gravitacine energija.
• Potenciali gravitacinė energija sulaiko planetas orbitoje aplink saulę.
• Sviediniai išmetami drebuliu, panaudojant potencialią gravitacinę energiją.
• Kosminiuose laivuose kilimui naudojama cheminė energija, po kurios kinetinė energija padidinama, kad pasiektų orbitos greitį. Gauta kinetinė energija orbitoje išlieka pastovi.
• Kinetinė energija, kuri suteikiama norint nukreipti kamuoliuką biliardo žaidime, per susidūrimus perduodama kitiems rutuliams.

Nuorodos

• Vikipedija: kinetinė energija
• Vikipedija: potenciali energija