Energia kinetyczna: koncepcja

Energia kinetyczna jest, z definicji, równa połowie masy ciała ruchomego pomnożona przez kwadrat prędkości tej korpusu. Jest to jeden z najważniejszych terminów współczesnej mechaniki. Krótko mówiąc, jest to energia ruchu, czyli różnica energii całkowitej i energii odpoczynku. A jednak jego istota nie jest w pełni poznana w nowoczesnej nauce.

Energia kinetyczna (z grupy Kinema – ruch) ciała w stanie Jest równy zero. Często ta wartość jest związana nie tylko z masą i szybkością. Tak więc, zgodnie z jedną definicją, energia kinetyczna to praca wykonana z określoną prędkością. Mierzy się w dżuli.

Energia kinetyczna systemu jest ilością ściśle związaną z prędkością każdego z jego punktów.

Uważa się, zarówno w ruchu postępowym, jak iw ruchu obrotowym. Pierwszy przypadek został już wyjaśniony szczegółowo powyżej, czyli połowa masy obiektu pomnożona przez jego prędkość na kwadracie. Energia kinetyczna rotacji ciała jest reprezentowana jako suma energii kinetycznej każdego z podstawowych objętości danego ciała. Lub jako wartość momentu bezwładności pomnożona przez kwadrat prędkości prądu kątowego podzielonego przez dwa.

Załóżmy, że jest jakiś ciało, które robi ruch wokół osi Naprawiono, przechodząc przez nią. Ten przedmiot można podzielić na małe podstawowe objętości, z których każda posiada swoją podstawową masę. Około nieruchomej osi rozpoczyna się ruch ciała. Każda objętość elementarna opisuje okrąg o odpowiednim promieniu. Prędkość kątowa ich obrotu jest taka sama. A zatem energia kinetyczna danego ciała jest sumą energii kinetycznej wszystkich jej podstawowych objętości poruszających się wokół osi. Uproszczoną wersją tej formuły jest połowa produktu kwadratu prędkości kątowej i momentu bezwładności.

W niektórych przypadkach energia kinetyczna jest sumą zarówno energii translacyjnej, jak i rotacyjnej. Na przykład, ślizganie się bez przesuwania się na siłowniku nachylonym. Ruch w przód, wykonuje ruch translacyjny, ale jednocześnie porusza się wokół jego osi.

Jednym z elementów energii kinetycznej obrotu jest moment bezwładności, o którym wspomniano wyżej. Zależy to od całkowitej masy ciała, a także od jej rozkładu względem osi obrotu. Co to jest? Jest to środek bezwładności ruchu wokół osi, podobnie jak w ruchu do przodu miarą bezwładności jest masa. Jest to bardzo ważna ilość. Im większa jest moment bezwładności, tym trudniej jest doprowadzić ciało do stanu rotacji. Prędkość kątowa charakteryzuje prędkość, z jaką ciało stałe przemieszcza się wokół jego osi. Jednostką miary jest rad / s. Prędkość kątowa jest stosunkiem kąta obrotu do przedziału czasowego, nad którym ten kąt przechodzi przez obracający się obiekt.

Twierdzenie o energii kinetycznej można sformułować w przybliżeniu w następujący sposób: praca sił działająca na pewien ciało jest równoznaczna z zmianą energii kinetycznej danego ciała.