Кинетична енергия: концепция

Кинетична енергия: концепция
Кинетична енергия: концепция
Anonim

Кинетичната енергия е, според дефиницията, количество, равно на половината от масата на движещо се тяло, умножено по квадрата на скоростта на това тяло. Това е един от най-важните термини в съвременната механика. Накратко, това е енергията на движението или разликата между общата енергия и енергията на покой. И все пак същността му не е напълно разгледана в съвременната наука.

Кинетична енергия (от гр. Kinema - движение) на тяло в състояние

кинетична енергия
кинетична енергия

неподвижността е нула. Често тази стойност се свързва не само с масата и скоростта. И така, според едно определение, кинетичната енергия е работата, извършена с определена скорост. Измерено в джаули.

Кинетичната енергия на системата е величина, която е тясно свързана със скоростта на всяка от нейните точки.

Разглежда се както при транслационно, така и при ротационно движение. Първият случай вече беше обяснен подробно по-горе, това е половината от масата на обект, умножена по скоростта му на квадрат. А кинетичната енергия на въртене на тялото се представя като сума от кинетичнатаенергии на всеки от елементарните обеми на даденото тяло. Или като стойността на инерционния момент, умножена по квадрата на ъгловата скорост, разделен на две.

Да кажем, че има някакво твърдо тяло, което се движи около ос

ротационна кинетична енергия
ротационна кинетична енергия

фиксирано преминаване през него. Този обект може да бъде разделен на малки елементарни обеми, всеки от които има своя собствена елементарна маса. Въпросното тяло се движи около фиксирана ос. В този случай всеки от елементарните обеми описва кръг със съответния радиус. Ъгловата скорост на тяхното въртене е една и съща. И следователно кинетичната енергия на дадено тяло е сумата от кинетичните енергии на всичките му елементарни обеми, движещи се около оста. Опростена версия на тази формула е половината от произведението на квадрата на ъгловата скорост и инерционния момент.

В някои случаи кинетичната енергия е сумата от транслационната и ротационната енергия. Например цилиндър, който се търкаля без плъзгане по наклонена линия. Движейки се напред, той извършва движение напред, но също така се движи около оста си.

кинетична енергия на системата
кинетична енергия на системата

Един от компонентите на кинетичната енергия на въртене е инерционният момент, който беше споменат по-горе. Зависи от общата телесна маса, както и от разпределението й спрямо оста на въртене. Какво е? Това е мярка за инерцията на движението около ос, точно както при транслационното движение мярката за инерция е масата. Това е много важна стойност. Колкото по-голям е инерционният момент, толковапо-трудно е тялото да се приведе в състояние на въртене. Ъгловата скорост характеризира скоростта, с която твърдо тяло се движи около оста си. Мерната единица е rad/s. Ъгловата скорост е съотношението на ъгъла на въртене към интервала от време, за който този ъгъл преминава през въртящ се обект.

Теоремата за кинетичната енергия може да бъде формулирана по следния начин: работата на резултантната сила, приложена към определено тяло, е еквивалентна на промяна в кинетичната енергия на това тяло.

Препоръчано: