Kinetisk og potensiell energi

Kinetisk energi er energi besatt av en kropp på grunn av sin bevegelse. Potensiell energi er energien besatt av en kropp på grunn av dens stilling eller stat. Selv om kinetisk energi til en gjenstand er i forhold til tilstanden til andre objekter i sitt miljø, er potensiell energi helt uavhengig av omgivelsene. Derfor er akselerasjon av et objekt ikke tydelig i bevegelsen til ett objekt, der andre gjenstander i samme miljø også er i bevegelse. For eksempel kaster en kule forbi en person som står i besittelse av kinetisk energi, men kulen har ingen kinetisk energi med hensyn til et tog som beveger seg langs siden.

Sammenligningstabell

Kinetisk Energi versus Potensiell Energi sammenligning diagram

	Kinetisk energi	Potensiell energi
Definisjon	Energien til en kropp eller et system med hensyn til bevegelsen av kroppen eller partiklene i systemet.	Potensiell energi er den lagrede energien i en gjenstand eller et system på grunn av sin posisjon eller konfigurasjon.
Forhold til miljø	Kinetisk energi til en gjenstand er i forhold til andre bevegelige og stasjonære gjenstander i umiddelbar nærhet.	Potensiell energi er ikke i forhold til et objekts miljø.
overførbarhet	Kinetisk energi kan overføres fra et bevegelige objekt til et annet, si i kollisjoner.	Potensiell energi kan ikke overføres.
eksempler	Flyter vann, som når det faller fra en foss.	Vann på toppen av en foss, før fallet.
SI-enhet	Joule (J)	Joule (J)
Bestemme faktorer	Hastighet / hastighet og masse	Høyde eller avstand og masse

Innhold: Kinetisk og potensiell energi

• 1 Interkonversjon av kinetisk og potensiell energi
• 2 Etymology
• 3 Typer kinetisk energi og potensiell energi
• 4 applikasjoner
• 5 referanser

Interconversion av kinetisk og potensiell energi

Lov om bevaring av energi sier at energi ikke kan bli ødelagt, men bare kan forvandles fra en form til en annen. Ta et klassisk eksempel på en enkel pendel. Som pendelsvingninger beveger den suspenderte kroppen seg høyere og på grunn av sin posisjon øker potensiell energi og når et maksimum på toppen. Når pendelen begynner sin nedadgående sving, blir den lagrede potensielle energien omgjort til kinetisk energi.

Når en fjær er strukket til den ene siden, utøver den en kraft til den andre siden, slik at den kan komme tilbake til sin opprinnelige tilstand. Denne kraften kalles gjenopprettingsstyrke og virker for å bringe objekter og systemer til deres lave energinivåposisjon. Kraften som kreves for å strekke fjæren, lagres i metallet som potensiell energi. Når våren slippes, blir den lagrede potensielle energien omdannet til kinetisk energi av gjenopprettingsstyrken.

Når noen masse løftes, virker jordens tyngdekraften (og gjenopprettingsstyrken i dette tilfellet) for å bringe den ned igjen. Energien som trengs for å løfte opp massen, lagres som potensiell energi på grunn av sin posisjon. Når massen slippes, blir lagret potensiell energi omgjort til kinetisk energi.

etymologi

Ordet "kinetisk" er hentet fra det greske ordet kinesis, som betyr "bevegelse". Begrepene "kinetisk energi" og "arbeid", som forstått og brukt i dag, stammer fra 1800-tallet. Spesielt er "kinetisk energi" antatt å ha blitt myntet av William Thomson (Lord Kelvin) rundt 1850.

Begrepet "potensiell energi" ble laget av William Rankine, en skotsk fysiker og ingeniør som bidro til en rekke vitenskap, inkludert termodynamikk.

Typer av kinetisk energi og potensiell energi

Kinetisk energi kan klassifiseres i to typer, avhengig av type objekter:

• Translational kinetisk energi
• Rotasjons kinetisk energi

Stiv, ikke-roterende legemer har rettlinjet bevegelse. Således er translasjonell kinetisk energi kinetisk energi som besittes av en gjenstand som beveger seg i en rett linje. Kinetisk energi til en gjenstand er relatert til dens momentum (produkt av masse og hastighet, p = mv hvor m er masse og v er hastighet). Kinetisk energi er relatert til momentum gjennom relasjonen E = p ^ 2 / 2m og dermed er translasjonell kinetisk energi beregnet som E = ½ mv ^ 2. Stive legemer som roterer langs deres massesenter har roterende kinetisk energi. Rotasjons kinetisk energi i en roterende kropp beregnes som den totale kinetiske energien til de forskjellige bevegelige delene. Kropper i ro har også kinetisk energi. Atomer og molekyler i den er i konstant bevegelse. Den kinetiske energien til en slik kropp er måling av temperaturen.

Potensiell energi klassifiseres avhengig av gjeldende gjenopprettingsstyrke.

• Gravitasjonspotensiell energi - potensiell energi av et objekt som er forbundet med gravitasjonskraft. For eksempel, når en bok er plassert på toppen av et bord, er energi som kreves for å heve boken fra gulvet og energien besatt av boken på grunn av sin forhøyede posisjon på bordet gravitasjonspotensiell energi. Her er tyngdekraften gjenopprettingsstyrken.
• Elastisk potensiell energi - Energi som besittes av en elastisk kropp som bue og katapult når den strekkes og deformeres i en retning, er elastisk potensiell energi. Restaureringskraften er elastisitet som virker i motsatt retning.
• Kjemisk potensiell energi - Energi relatert til arrangement av atomer og molekyler i en struktur er kjemisk potensiell energi. Kjemisk energi besatt av et stoff på grunn av potensialet som det må gjennomgå en kjemisk forandring ved å delta i en kjemisk reaksjon, er kjemisk potensiell energi av stoffet. Når drivstoff brukes, for eksempel, blir kjemisk energi lagret i brensel omdannet for å produsere varme.
• Elektrisk potensiell energi - Energi som besittes av et objekt på grunn av sin elektriske ladning er elektrisk potensiell energi. Det er to typer - elektrostatisk potensiell energi og elektrodynamisk potensiell energi eller magnetisk potensiell energi.
• Kjernepotensiell energi - potensiell energi besatt av partikler (nøytroner, protoner) inne i en atomkjerne er atomkraftpotensial. For eksempel konverterer hydrogenfusjon i solen potensiell energi lagret i solenergi til lysenergi.

applikasjoner

• Rullebanen i en fornøyelsespark begynner med konvertering av kinetisk energi inn i gravitasjonspotensiell energi.
• Gravitasjonspotensiell energi holder planeter i bane rundt solen.
• Prosjektiler kastes av en trebuchet som benytter seg av gravitasjonspotensiell energi.
• I romfartøy brukes kjemisk energi for avgang, hvoretter kinetisk energi økes for å nå omløpshastighet. Kinetisk energi oppnådd forblir konstant mens den er i bane.
• Kinetisk energi gitt til å cue en ball i et biljardbord overføres til andre baller gjennom kollisjoner.

referanser

• Wikipedia: Kinetisk energi
• Wikipedia: Potensiell energi