Кінетична та потенційна енергія

Кінетична енергія це енергія, якою володіє тіло в силу його руху. Потенційна енергія це енергія, якою володіє тіло в силу його положення або держава. У той час як кінетична енергія об'єкта є відносно стану інших об'єктів у його середовищі, потенційна енергія повністю не залежить від його середовища. Отже, прискорення об'єкта не видно в русі одного об'єкта, де інші об’єкти в одному середовищі також перебувають у русі. Наприклад, куля, що свище повз людину, що стоїть, володіє кінетичною енергією, але куля не має кінетичної енергії щодо поїзда, що рухається поруч.

Порівняльна діаграма

Відмінності - схожість - Кінетична енергія порівняно з діаграмою порівняння потенційної енергії

	Кінетична енергія	Потенційна енергія
Визначення	Енергія тіла або системи щодо руху тіла або частинок в системі.	Потенційна енергія - це накопичена енергія в об'єкті чи системі через його положення чи конфігурацію.
Ставлення до навколишнього середовища	Кінетична енергія об'єкта відносно інших рухомих і нерухомих об'єктів у його безпосередньому оточенні.	Потенційна енергія не стосується середовища об'єкта.
Переносимість	Кінетична енергія може передаватися від одного рухомого об’єкта до іншого, скажімо, при зіткненні.	Потенційну енергію не можна передавати.
Приклади	Тече вода, наприклад, при падінні з водоспаду.	Вода на вершині водоспаду, перед обривом.
Одиниця СІ	Джоул (Дж)	Джоул (Дж)
Визначальні фактори	Швидкість / швидкість і маса	Висота або відстань і маса

Зміст: Кінетична та потенційна енергія

• 1 Взаємоперетворення кінетичної та потенційної енергії
• 2 Етимологія
• 3 типи кінетичної енергії та потенційної енергії
• 4 Програми
• 5 Список літератури

Взаємоперетворення кінетичної та потенційної енергії

Закон збереження енергії передбачає, що енергію не можна знищувати, а лише перетворювати з однієї форми в іншу. Візьмемо класичний приклад простого маятника. Коли маятник хитається, підвішене тіло рухається вище і за рахунок свого положення потенційна енергія збільшується і досягає максимуму вгорі. Коли маятник починає коливатися, накопичена потенційна енергія перетворюється на кінетичну енергію.

Коли пружина розтягується в одну сторону, вона прикладає силу до іншої сторони, щоб вона могла повернутися до початкового стану. Ця сила називається відновлюючою силою і діє для приведення об'єктів і систем у їх низький рівень рівня енергії. Сила, необхідна для розтягування пружини, зберігається в металі як потенційна енергія. Коли вивільняється пружина, накопичена потенційна енергія перетворюється в кінетичну енергію відновлюючою силою.

Коли будь-яка маса піднімається, сила тяжіння Землі (і відновлююча сила в цьому випадку) діє, щоб повернути її назад. Енергія, необхідна для підняття маси, зберігається як потенційна енергія завдяки своєму положенню. У міру зниження маси накопичена потенційна енергія перетворюється на кінетичну енергію.

Етимологія

Слово "кінетичний" походить від грецького слова кінезис, що означає "рух". Терміни "кінетична енергія" і "робота", як їх розуміють і використовують сьогодні, зародилися в 19 столітті. Зокрема, вважається, що "кінетична енергія" була придумана Вільямом Томсоном (лорд Келвін) близько 1850 року.

Термін "потенційна енергія" був введений Вільямом Ранкіном, шотландським фізиком та інженером, який присвятив різноманітні науки, включаючи термодинаміку.

Види кінетичної енергії та потенційної енергії

Кінетичну енергію можна класифікувати на два типи, залежно від типу об'єктів:

• Поступальна кінетична енергія
• Ротаційна кінетична енергія

Жорсткі не обертові тіла мають прямолінійний рух. Таким чином, трансляційна кінетична енергія - це кінетична енергія, якою володіє об'єкт, що рухається по прямій лінії. Кінетична енергія об'єкта пов'язана з його імпульсом (добуток маси і швидкості, p = mv, де m - маса, а v - швидкість). Кінетична енергія пов'язана з імпульсом через відношення E = p ^ 2 / 2m, а значить, трансляційна кінетична енергія обчислюється як E = ½ mv ^ 2. Жорсткі тіла, що обертаються вздовж їх центру мас, мають обертаючу кінетичну енергію. Обертальна кінетична енергія обертового тіла обчислюється як загальна кінетична енергія його різних рухомих частин. Тіла в спокої також мають кінетичну енергію. Атоми і молекули в ньому знаходяться в постійному русі. Кінетична енергія такого тіла - це міра його температури.

Потенційна енергія класифікується залежно від застосованої відновлюючої сили.

• Гравітаційний потенціал енергії - потенційна енергія предмета, яка пов'язана з гравітаційною силою. Наприклад, коли книга розміщена поверх столу, енергія, необхідна для підняття книги з підлоги, а енергія, якою володіє книга через її підняте положення на столі, - це гравітаційна потенційна енергія. Тут сила тяжіння - відновлююча сила.
• Еластична потенційна енергія - Енергія, якою володіє еластичне тіло, як лук і катапульта, коли воно розтягується і деформується в одному напрямку, - це потенційна енергія пружності. Відновлююча сила - еластичність, яка діє у зворотному напрямку.
• Хімічний потенціал енергії - Енергія, пов'язана з розташуванням атомів і молекул в структурі, - це енергія хімічного потенціалу. Хімічна енергія, якою володіє речовина через потенціал, який вона має зазнати хімічної зміни, беручи участь у хімічній реакції, - це хімічна потенційна енергія речовини. Наприклад, при використанні палива хімічна енергія, що зберігається в паливі, перетворюється для отримання тепла.
• Електрична потенціальна енергія - Енергія, якою володіє об’єкт внаслідок його електричного заряду, - це електрична потенціальна енергія. Існує два типи - електростатична потенціальна енергія та електродинамічна потенціальна енергія або магнітна потенціальна енергія.
• Ядерна потенційна енергія - Потенційна енергія, яку мають частинки (нейтрони, протони) всередині атомного ядра, - це енергія ядерної потенціалу. Наприклад, синтез водню на сонці перетворює потенційну енергію, що зберігається в сонячній речовині, у енергію світла.

Програми

• Американські гірки в парку розваг починаються з перетворення кінетичної енергії в гравітаційну потенційну енергію.
• Гравітаційна потенційна енергія утримує планети на орбіті навколо Сонця.
• Снаряди кидаються требушем, використовуючи гравітаційну потенційну енергію.
• У космічних апаратах хімічна енергія використовується для зльоту, після чого кінетична енергія збільшується для досягнення орбітальної швидкості. Кінетична енергія, що отримується, залишається постійною, перебуваючи на орбіті.
• Кінетична енергія, що дається набивати кулю в грі в більярд, передається на інші кулі шляхом зіткнення.

Список літератури

• Вікіпедія: Кінетична енергія
• Вікіпедія: потенційна енергія