Energia cinetică și potențială

Energie kinetică este energia posedată de un corp în virtutea lui circulaţie. Energie potențială este energia posedată de un corp în virtutea lui poziţie sau stat. În timp ce energia cinetică a unui obiect este relativă la starea altor obiecte din mediul său, energia potențială este complet independentă de mediul său. Prin urmare, accelerarea unui obiect nu este evidentă în mișcarea unui obiect, în care alte obiecte din același mediu sunt, de asemenea, în mișcare. De exemplu, un glonț care străbate o persoană care stă în picioare posedă energie cinetică, dar glonțul nu are energie cinetică cu privire la un tren care se deplasează alături.

Diagramă de comparație

Kinetic Energy versus Potential Energy chart

	Energie kinetică	Energie potențială
Definiție	Energia unui corp sau a unui sistem cu privire la mișcarea corpului sau a particulelor din sistem.	Energia potențială este energia stocată într-un obiect sau sistem datorită poziției sau configurației sale.
Relația cu mediul	Energia cinetică a unui obiect este relativă la alte obiecte mobile și staționare din mediul său imediat.	Energia potențială nu este relativă la mediul unui obiect.
Transmisibilitate	Energia cinetică poate fi transferată dintr-un obiect în mișcare în altul, să zicem, în coliziuni.	Energia potențială nu poate fi transferată.
Exemple	Apă curgătoare, cum ar fi căderea dintr-o cascadă.	Apa de la vârful unei cascade, înainte de prăpastie.
Unitatea SI	Joule (J)	Joule (J)
Determinarea factorilor	Viteza / viteza și masa	Înălțimea sau distanța și masa

Conținut: Energie cinetică și potențială

• 1 Interconversia energiei cinetice și potențiale
• 2 Etimologie
• 3 Tipuri de energie cinetică și energie potențială
• 4 Aplicații
• 5 Referințe

Interconversia energiei cinetice și potențiale

Legea conservării energiei afirmă că energia nu poate fi distrusă, dar poate fi transformată doar dintr-o formă în alta. Luați un exemplu clasic de pendul simplu. Pe măsură ce pendulul se învârte, corpul suspendat se mișcă mai mult și, datorită poziției sale, crește potențialul de energie și atinge un maxim în partea de sus. Pe măsură ce pendulul își începe leagănul în jos, energia potențială stocată este transformată în energie cinetică.

Când un arc este întins pe o parte, el exercită o forță asupra celeilalte părți astfel încât să poată reveni la starea inițială. Această forță se numește forță de refacere și acționează pentru a aduce obiectele și sistemele la poziția lor de nivel scăzut de energie. Forța necesară pentru întinderea arcului este stocată în metal ca energie potențială. Atunci când arcul este eliberat, energia potențială stocată este transformată în energie cinetică prin forța de refacere.

Când orice masă este ridicată, forța gravitațională a pământului (și forța de restabilire în acest caz) acționează pentru ao aduce înapoi. Energia necesară pentru a ridica masa este stocată ca energie potențială datorită poziției sale. Pe măsură ce masa este scăzută, energia potențială stocată este transformată în energie cinetică.

Etimologie

Cuvântul "kinetic" este derivat din cuvântul grecesc kineză, ceea ce înseamnă "mișcare". Termenii "energie cinetică" și "muncă", așa cum sunt înțeleși și folosiți astăzi, au apărut în secolul al XIX-lea. În special, se crede că "energia cinetică" a fost inventată de William Thomson (Lordul Kelvin) în jurul anului 1850.

Termenul "energie potențială" a fost inventat de William Rankine, un fizician și inginer scoțian care au contribuit la o varietate de științe, inclusiv termodinamică.

Tipuri de energie cinetică și energie potențială

Energia cinetică poate fi clasificată în două tipuri, în funcție de tipul de obiecte:

• Energia cinetică translațională
• Energia cinetică rotativă

Corpurile rigide care nu se rotesc au mișcare rectilinie. Astfel, energia cinetică translațională este energia cinetică posedată de un obiect care se mișcă în linie dreaptă. Energia cinetică a unui obiect este legată de impulsul său (produsul de masă și viteză, p = mv unde m este masă și v este viteza). Energia cinetică este legată de impuls prin relația E = p ^ 2 / 2m și prin urmare energia cinetică translatoare se calculează ca E = ½ mv ^ 2. Corpurile rigide care se rotesc de-a lungul centrului lor de masă posedă energie cinetică rotativă. Energia cinetică rotativă a unui corp rotativ este calculată ca energia cinetică totală a diferitelor sale părți mobile. Corpurile în stare de repaus au și energie cinetică. Atomii și moleculele din el sunt în mișcare constantă. Energia cinetică a unui astfel de corp este măsura temperaturii sale.

Energia potențială este clasificată în funcție de forța de refacere aplicabilă.

• Energia potențială gravitațională - energia potențială a unui obiect care este asociat cu forța gravitațională. De exemplu, atunci când o carte este plasată pe o masă, energia necesară pentru a ridica cartea de pe podea și energia posedată de carte datorită poziției sale înalte pe masă este energia potențială gravitațională. Aici gravitatea este forța de restaurare.
• Energie potențială elastică - energia posedată de un corp elastic cum ar fi arcul și catapulta atunci când este întins și deformat într-o direcție este energia potențială elastică. Forța de refacere este elasticitatea care acționează în direcția opusă.
• Energia potențială chimică - energia legată de aranjarea atomilor și a moleculelor într-o structură este energia potențială chimică. Energia chimică posedată de o substanță datorită potențialului pe care trebuie să o suporte o schimbare chimică prin participarea la o reacție chimică este energia potențială chimică a substanței. Atunci când se utilizează combustibil, de exemplu, energia chimică stocată în combustibil este transformată pentru a produce căldură.
• Energie potențială electrică - energia posedată de un obiect datorită încărcăturii sale electrice este energia potențială electrică. Există două tipuri - energia potențialului electrostatic și energia potentialului electrodinamic sau energia potențială magnetică.
• Energie nucleară potențială - energia potențială posedată de particule (neutroni, protoni) în interiorul unui nucleu atomic este energia potențială nucleară. De exemplu, fuziunea cu hidrogen la soare convertește energia potențială stocată în materie solară în energie luminoasă.

Aplicații

• Roller coaster-ul într-un parc de distracții începe cu transformarea energiei cinetice în energie potențială gravitațională.
• Energia potențială gravitațională ține planetele în orbită în jurul soarelui.
• Proiectilele sunt aruncate de un trebuchet care utilizează energia potențială gravitațională.
• În nave spațiale, energia chimică este folosită pentru decolare, după care energia cinetică este mărită pentru a atinge viteza orbitală. Energia cinetică câștigată rămâne constantă pe orbită.
• Energia kinetică acordată pentru a aduna o minge într-un joc de biliard este transferată altor bile prin ciocniri.

Referințe

• Wikipedia: Energia cinetică
• Wikipedia: Energie potențială