Кинетична и потенциална енергия

Кинетична енергия е енергия, притежавана от тяло по силата на него движение. Потенциална енергия е енергията, която притежава едно тяло по силата на него позиция или състояние. Докато кинетичната енергия на даден обект е относителна към състоянието на други обекти в неговата среда, потенциалната енергия е напълно независима от неговата среда. Следователно ускорението на даден обект не е очевидно при движението на един обект, където други обекти в същата среда също са в движение. Например, куршум, свистещ покрай човек, който стои, притежава кинетична енергия, но куршумът няма кинетична енергия по отношение на влак, движещ се заедно.

Сравнителна диаграма

Разлики - прилики - Кинетична енергия спрямо сравнителната диаграма на потенциалната енергия

	Кинетична енергия	Потенциална енергия
дефиниция	Енергията на тяло или система по отношение на движението на тялото или на частиците в системата.	Потенциалната енергия е акумулираната енергия в даден обект или система поради неговото положение или конфигурация.
Отношение към околната среда	Кинетичната енергия на даден обект е относителна към другите движещи се и неподвижни обекти в непосредствената му среда.	Потенциалната енергия не е относителна към околната среда на даден обект.
Условия за прехвърляне	Кинетичната енергия може да се прехвърля от един движещ се обект в друг, да речем, при сблъсъци.	Потенциалната енергия не може да бъде прехвърлена.
Примери	Течаща вода, например при падане от водопад.	Вода на върха на водопад, преди пропастта.
SI звено	Joule (J)	Joule (J)
Определящи фактори	Скорост / скорост и маса	Височина или разстояние и маса

Съдържание: Кинетична и потенциална енергия

• 1 Взаимовръщане на кинетична и потенциална енергия
• 2 Етимология
• 3 вида кинетична енергия и потенциална енергия
• 4 приложения
• 5 Позовавания

Взаимовръщане на кинетична и потенциална енергия

Законът за опазване на енергията гласи, че енергията не може да бъде унищожена, а може да се трансформира само от една форма в друга. Вземете класически пример за обикновено махало. Докато махалото се люлее, окаченото тяло се движи по-високо и поради положението си потенциалната енергия се увеличава и достига максимум в горната част. Докато махалото започва да се люлее надолу, съхранената потенциална енергия се преобразува в кинетична енергия.

Когато пружината се опъне на едната страна, тя упражнява сила към другата страна, за да може да се върне в първоначалното си състояние. Тази сила се нарича възстановяваща сила и действа, за да доведе обектите и системите до тяхното ниско ниво на енергийно ниво. Силата, необходима за разтягане на пружината, се съхранява в метала като потенциална енергия. Когато се освободи пружината, съхранената потенциална енергия се преобразува в кинетична енергия чрез възстановяващата сила.

Когато се вдигне някаква маса, гравитационната сила на земята (и възстановяващата сила в този случай) действа, за да я върне обратно. Енергията, необходима за повдигане на масата, се съхранява като потенциална енергия поради нейното положение. С намаляването на масата съхраняваната потенциална енергия се преобразува в кинетична енергия.

етимология

Думата „кинетичен“ произлиза от гръцката дума кинеза, което означава „движение“. Термините „кинетична енергия“ и „работа“, както се разбират и използват днес, са възникнали през 19 век. По-специално се смята, че "кинетичната енергия" е била въведена от Уилям Томсън (лорд Келвин) около 1850 г..

Терминът "потенциална енергия" е въведен от Уилям Ранкин, шотландски физик и инженер, който е съпричастен към различни науки, включително термодинамика.

Видове кинетична енергия и потенциална енергия

Кинетичната енергия може да бъде класифицирана в два вида, в зависимост от вида на обектите:

• Транслационна кинетична енергия
• Ротационна кинетична енергия

Твърдите не въртящи се тела имат праволинейно движение. Следователно транслационната кинетична енергия е кинетична енергия, притежавана от обект, движещ се по права линия. Кинетичната енергия на даден обект е свързана с неговия импулс (произведение на маса и скорост, p = mv, където m е маса, а v е скорост). Кинетичната енергия е свързана с инерцията чрез съотношението E = p ^ 2 / 2m и следователно транслационната кинетична енергия се изчислява като E = ½ mv ^ 2. Твърдите тела, които се въртят по протежение на центъра им на маса, притежават ротационна кинетична енергия. Ротационната кинетична енергия на въртящо се тяло се изчислява като общата кинетична енергия на различните му движещи се части. Телата в покой също имат кинетична енергия. Атомите и молекулите в него са в постоянно движение. Кинетичната енергия на такова тяло е мярката на неговата температура.

Потенциалната енергия се класифицира в зависимост от приложимата възстановяваща сила.

• Гравитационна потенциална енергия - потенциална енергия на обект, която е свързана с гравитационна сила. Например, когато книга е поставена върху масата, енергията, необходима за повдигане на книгата от пода, а енергията, притежавана от книгата поради повишеното й положение на масата, е гравитационната потенциална енергия. Тук гравитацията е възстановяващата сила.
• Еластична потенциална енергия - енергия, притежавана от еластично тяло като лъка и катапулта, когато е опъната и деформирана в една посока, е еластична потенциална енергия. Възстановяващата сила е еластичността, която действа в обратна посока.
• Химическа потенциална енергия - енергия, свързана с подреждането на атоми и молекули в една структура, е химическа потенциална енергия. Химическата енергия, притежавана от веществото поради потенциала, който трябва да претърпи химическа промяна, като участва в химическа реакция, е химическата потенциална енергия на веществото. Например, когато се използва гориво, химическата енергия, съхранявана в горивото, се преобразува за производство на топлина.
• Електрическа потенциална енергия - енергия, притежавана от обект по силата на електрическия му заряд, е електрическата потенциална енергия. Има два вида - електростатична потенциална енергия и електродинамична потенциална енергия или магнитна потенциална енергия.
• Ядрена потенциална енергия - потенциалната енергия, притежавана от частици (неутрони, протони) в атомното ядро, е ядрена потенциална енергия. Например синтезът на водород на слънце превръща потенциалната енергия, съхранявана в слънчевата материя, в светлинна енергия.

Приложения

• В увеселителния парк в увеселителен парк започва с преобразуването на кинетичната енергия в гравитационна потенциална енергия.
• Гравитационната потенциална енергия задържа планетите в орбита около слънцето.
• Снарядите се хвърлят от требушет, използвайки гравитационната потенциална енергия.
• В космическите кораби химическата енергия се използва за излитане, след което кинетичната енергия се увеличава, за да достигне орбитална скорост. Получената кинетична енергия остава постоянна по време на орбита.
• Кинетичната енергия, дадена за бияне на топка в игра на билярд, се предава на други топки чрез сблъсъци.

Препратки

• Уикипедия: Кинетична енергия
• Уикипедия: Потенциална енергия