Kinetična in potencialna energija

Kinetična energija je energija, ki jo telo poseduje zaradi nje premikanje. Potencialna energija je energija, ki jo telo poseduje zaradi nje položaj ali država. Medtem ko je kinetična energija predmeta glede na stanje drugih predmetov v njegovem okolju, je potencialna energija popolnoma neodvisna od njenega okolja. Zato pospešitev predmeta ni opazna pri gibanju enega predmeta, kjer so tudi drugi predmeti v istem okolju v gibanju. Na primer, krogla, ki šviga mimo osebe, ki stoji, ima kinetično energijo, vendar krogla nima kinetične energije glede na vlak, ki se giblje zraven.

Primerjalna tabela

Razlike - podobnosti - Primerjalna tabela Kinetična energija proti potencialni energiji

	Kinetična energija	Potencialna energija
Opredelitev	Energija telesa ali sistema glede na gibanje telesa ali delcev v sistemu.	Potencialna energija je shranjena energija v objektu ali sistemu zaradi njegovega položaja ali konfiguracije.
Odnos do okolja	Kinetična energija predmeta je sorazmerna z drugimi gibljivimi in nepremičnimi predmeti v njegovem neposrednem okolju.	Potencialna energija ni sorazmerna z okoljem predmeta.
Prenosljivost	Kinetična energija se lahko v trčenju prenaša z enega premikajočega se na drugega, recimo.	Potencialne energije ni mogoče prenesti.
Primeri	Teče voda, na primer pri padcu s slapa.	Voda na vrhu slapa, pred oborino.
SI enota	Joule (J)	Joule (J)
Določevalni dejavniki	Hitrost / hitrost in masa	Višina ali razdalja in masa

Vsebina: Kinetična in potencialna energija

• 1 Medsebojna pretvorba kinetične in potencialne energije
• 2 Etimologija
• 3 Vrste kinetične in potencialne energije
• 4 Aplikacije
• 5 Reference

Medsebojna pretvorba kinetične in potencialne energije

Zakon varčevanja z energijo določa, da energije ni mogoče uničiti, ampak jo lahko le iz ene oblike pretvorimo v drugo. Vzemimo klasičen primer preprostega nihala. Ko nihalo niha, se obešeno telo premika višje in zaradi položaja se potencialna energija poveča in doseže maksimum na vrhu. Ko nihalo začne nihati, se shranjena potencialna energija pretvori v kinetično energijo.

Ko se vzmet raztegne na eno stran, pritisne na drugo stran, da se lahko vrne v prvotno stanje. Ta sila se imenuje obnovitvena sila in deluje tako, da predmete in sisteme pripelje v njihovo nizko raven energije. Sila, potrebna za raztezanje vzmeti, je shranjena v kovini kot potencialna energija. Ko se vzmet sprosti, se shranjena potencialna energija z obnovitveno silo pretvori v kinetično energijo.

Ko se katera koli masa dvigne, gravitacijska sila zemlje (in obnovitvena sila v tem primeru) deluje, da jo vrne nazaj. Energija, potrebna za dvig mase, se zaradi svojega položaja shrani kot potencialna energija. Ko masa pada, se shranjena potencialna energija pretvori v kinetično energijo.

Etimologija

Beseda "kinetika" izhaja iz grške besede kinezi, kar pomeni "gibanje." Izraza "kinetična energija" in "delo", kakor se razumeta in uporabljata danes, sta nastala v 19. stoletju. Zlasti se verjame, da je "kinetično energijo" skoval William Thomson (Lord Kelvin) okoli leta 1850.

Izraz "potencialna energija" je skoval William Rankine, škotski fizik in inženir, ki je sodeloval pri različnih znanostih, vključno s termodinamiko.

Vrste kinetične in potencialne energije

Kinetično energijo lahko glede na vrsto objektov razvrstimo v dve vrsti:

• Prevajalska kinetična energija
• Vrtljiva kinetična energija

Trda ne vrteča se telesa imajo pravokotno gibanje. Torej je translacijska kinetična energija kinetična energija, ki jo poseduje predmet, ki se giblje po ravni črti. Kinetična energija predmeta je povezana z njegovim zagonom (produkt mase in hitrosti, p = mv, kjer je m masa in v je hitrost). Kinetična energija je povezana z zagonom skozi razmerje E = p ^ 2 / 2m in zato se translacijska kinetična energija izračuna kot E = ½ mv ^ 2. Trda telesa, ki se vrtijo vzdolž središča mase, imajo rotacijsko kinetično energijo. Rotacijska kinetična energija rotirajočega telesa se izračuna kot skupna kinetična energija njegovih različnih gibljivih delov. Tela v mirovanju imajo tudi kinetično energijo. Atomi in molekule v njem so v stalnem gibanju. Kinetična energija takega telesa je merilo njegove temperature.

Potencialna energija se razvrsti glede na veljavno obnovitveno silo.

• Gravitacijska potencialna energija - potencialno energijo predmeta, ki je povezana z gravitacijsko silo. Na primer, ko je knjiga nameščena nad mizo, je energija, ki je potrebna za dvig knjige s tal, in energija, ki jo ima knjiga zaradi njegovega povišanega položaja na mizi, gravitacijska potencialna energija. Tu je gravitacija obnovitvena sila.
• Elastična potencialna energija - energija, ki jo ima elastično telo, kot sta lok in katapult, ko je raztegnjeno in deformirano v eno smer, je potenčna elastična energija. Obnavljajoča sila je elastičnost, ki deluje v nasprotni smeri.
• Kemična potencialna energija - energija, povezana z razporeditvijo atomov in molekul v strukturi, je kemijska potencialna energija. Kemična energija, ki jo ima snov zaradi potenciala, da mora opraviti kemično spremembo, če sodeluje v kemični reakciji, je kemična potencialna energija snovi. Na primer, ko se gorivo uporablja, se kemična energija, shranjena v gorivu, pretvori v toploto.
• Električna potencialna energija - energija, ki jo ima objekt zaradi svojega električnega naboja, je električna potencialna energija. Obstajata dve vrsti - elektrostatična potencialna energija in elektrodinamična potencialna energija ali magnetna potencialna energija.
• Jedrska potencialna energija - potencialna energija, ki jo imajo delci (nevtroni, protoni) znotraj atomskega jedra, je jedrska potencialna energija. Na primer, zlivanje vodika na soncu pretvori potencialno energijo, shranjeno v sončni snovi, v svetlobo.

Prijave

• Rolerji v zabaviščnem parku se začnejo s pretvorbo kinetične energije v gravitacijsko potencialno energijo.
• Gravitacijska potencialna energija ohranja planete v orbiti okoli sonca.
• Projektil vrže trebuh z uporabo gravitacijske potencialne energije.
• V vesoljskih plovilih se kemična energija uporablja za vzlet, po kateri se kinetična energija poveča, da doseže orbitalno hitrost. Pridobljena kinetična energija ostane v orbiti konstantna.
• Kinetična energija, ki jo dajemo za izločanje žoge v igri na biljard, se v trkih prenese na druge žoge.

Reference

• Wikipedija: Kinetična energija
• Wikipedija: Potencialna energija