Физика. Механика

Запишем уравнение движения материальной точки:

где F — результирующая сила. Умножим уравнение движения скалярно на ds = vdt:

В правой части уравнения мы получили элементарную работу , в левой — выражение, которое можно преобразовать к виду полного дифференциала:

В результате имеем

то есть элементарная работа, совершенная силой F при перемещении ds материальной точки массой m равна приращению величины mv₂/2 + const. По размерности это энергия (энергия имеет ту же размерность, что и работа). Получается, что сила совершает некоторую работу, и на такое же количество возрастает указанная величина с размерностью энергии, причем энергии, обусловленной самим фактом движения со скоростью v. Поэтому в нерелятивистской (ньютоновской) механике произвольную константу полагают равной нулю, а то, что осталось, называют кинетической энергией частицы массы

m, движущейся со скоростью v. Будем обозначать кинетическую энергию буквой K, другое общепринятое обозначение: буква T. Таким образом, по определению:

Кинетическую энергию материальной точки можно также выразить через ее импульс :

Если F = 0 (система замкнута), то работа сил равна нулю, следовательно, равно нулю приращение кинетической энергии. Иными словами, кинетическая энергия в этом случае сохраняется: К = const. На этом уровне нашего знакомства с законами природы трудно обнаружить особый смысл в введении нового понятия — кинетической энергии, поскольку она полностью определяется импульсом частицы. Но не будем торопиться с выводами. Вся глубина понятия энергии будет выявлена в дальнейшем, когда выяснится, что кинетическая энергия — лишь одна из многочисленных форм энергии.

Выражение для кинетической энергии устанавливает единицу измерения энергии.

В системе СИ единицей измерения работы является джоуль (Дж):

Пример. Найти кинетическую энергию Земли в ее годичном движении вокруг Солнца. Расстояние до Солнца R = 150 млн. км, масса Земли равна M_З = 6 • 1024 кг.

Мы знаем, что расстояние

Земля преодолевает за время

Отсюда скорость орбитального движения Земли равна

Кинетическая энергия Земли будет равна

На рис. 4.4 показаны характерные значения энергий некоторых физических процессов.

Рис. 4.4. Энергия некоторых физических процессов

Энергия кинетическая — Справочник химика 21

    Согласно закону сохранения энергии кинетическая энергия электрона отдачи Т выразится соотношением  [c.23]

    Чтобы понять эту теорию, вам надо познакомиться с понятием кинетической энергии. Кинетическая энергия — это энергия движущегося тела. Она связана с массой и скоростью движения объекта. При данной скорости чем меньше масса, тем меньше кинетическая энергия, и чем больше кинетическая энергия данного объекта, тем больше его скорость.  [c.392]

    Два перечисленных способа передачи энергии не равноценны. Работа, передаваемая от одной ТС к другой, может быть преобразована в любой вид энергии (кинетической, потенциальной, электрической и т. д.). Теплота затрачивается только на изменение внутренней энергии системы и не переходит непосредственно в другие виды энергии. Поэтому, например, переход работы в теплоту возможен при взаимодействии двух тел (трущиеся поверхности). Переход теплоты в работу осуществляется лишь при взаимодействии трех тел источника тепла — рабочего тела (оно изменяет объем и производит работу) — потребителя работы. 

[c.11]

    Здесь первое слагаемое представляет обычную обратимую работу сжатия материала фазы [3] хз(г)—показывает долю кинетической энергии смеси из-за силового взаимодействия несущей и г-фазы, переходящую непосредственно во внутреннюю энергию г-фазы, у,1 + И2=1 [12] последнее слагаемое представляет переход во внутреннюю энергию кинетической энергии из-за неравновесного обмена импульсом при фазовых превращениях, происходящих при неравных скоростях фаз. Причем при фазовом превращении 1- г из несущей фазы уходит кинетическая энергия (1/2)р2°/(г) гг)(12)т из которой (1/2)р27(г) / (г 2 / )/2) остается в виде кинетической энергии у этой массы (в состоянии г-фазы), а остальная часть (1/2)р2°/ / )йг(г (%)—У (г)) идет на изменение удельной энергии г-фазы, из которой на изменение удельной кинетической энергии г-фазы идет рз (г)с(г У1 У2(г)—У2 г)), а на изменение удельной внутренней энергии (112)(г)с1г 

[c.24]

    Первое слагаемое в правой части уравнения (1.79) означает приток (отток) тепла в г-фазу за счет фазового превращения, теплообмена с поверхностью раздела фаз, агрегации частиц (где ягь у = [1 г—р)—удельный поток тепла, приносимый у-фазой при объединении частиц). Первое слагаемое (во второй квадратной скобке) характеризует изменение внутренней энергии за счет работы внутренних сил второе слагаемое отражает переход части кинетической энергии силового взаимодействия несущей и г-фаз во внутреннюю энергию третье и четвертое слагаемые представляют переход во внутреннюю энергию кинетической энергии из-за неравновесного обмена импульсом при фазовых превращениях и при столкновении частиц, происходящих при неравных скоростях.

Легко показать, что избыток кинетической энергии, возникающий за счет столкновения, переходит только во внутреннюю энергию г-фазы. Доказательство аналогично проведенному относительно соотношения (1.70). [c.36]

    Представим себе две ориентированные дипольные молекулы, находящиеся на расстоянии г друг от друга. При низких температурах, когда энергия притяжения больше энергии кинетического движения молекул, произойдет полная ориентация их. Взаимодействие молекул, находящихся на большом расстоянии друг от друга, опишется уравнением [c.75]

    Для необратимых процессов, рассматривавшихся выше — см. уравнение (1-64), — зависимость (111-24) действительна лишь при условии небольших изменений энергии (кинетической и потенци-> альной), а также без подвода или отдачи работы. [c.213]

    Первое начало термодинамики ничего не говорит о возможных направлениях передачи энергии, тогда как второе начало предопределяет это направление.

Внутренняя энергия системы слагается из кинетической и потенциальной энергий. Кинетическая энергия — это энергия беспорядочного движения атомов и молекул, потенциальная энергия — энергия их взаимного притяжения и отталкивания. Для идеального газа энергия при-тяжЕния и отталкивания пренебрежимо мала, и поэтому энергия идеального газа однозначно определяется так называемым уравнением состояния. [c.23]

    Потенциальная энергия кинетических единиц (атомов), участвующих в разрыве химической связи в вершине микротрещины, представлена на рис. 11.7 как функция расстояния между ними в направлении растяжения. Левый минимум потенциальной кривой соответствует неразорванной связи в вершине, правый — разорванной. Форма зависимости потенциальной энергии от расстояния между атомами в вершине меняется при изменении растягивающего напряжения о. При некотором безопасном напряжении ао ве- 

[c.310]

    Ориентационная составляющая ММВ существенно сказывается на свойствах вещества. Например, вещество кипит тогда, когда энергия ММВ преодолевается энергией кинетического движения молекул. Поэтому, чем больше энергия ММВ, тем до более высокой температуры следует нагреть вещество, чтобы оно закипело. Так, температура кипения жидкого азота равна -196°С, а температура кипения оксида углерода(П), молекулы которого, в отличие от молекул азота, полярны, больше и равна —191,5 °С. Аналогично, температура плавления азота —210°С меньше температуры плавления оксида углерода (II) —204°С. [c.153]

    В теории Л. де Бройля предполагается, что каждой частице соответствует волновой процесс и, следовательно, если частица движется свободно и вся ее энергия есть энергия кинетическая, периодическое изменение амплитуды волны можно выразить уравнением  

[c.42]

    Как видно, на счет теплообмена относится та часть потока энергии, которая остается за вычетом в соответствии с (И1. 18) и (П1.22) потоков потенциальной энергии, кинетической энергии центра масс, а также внутренней энергии. Необходимо подчеркнуть, что (1П.25) расширяет обычное понятие о теплоте, относящееся к закрытым системам, на случай, когда возможно наличие материального обмена. Указанное расширение может быть осуществлено, вообще говоря, не одним способом. [c.135]

    Из уравнения (1.3) легко получить предельные случаи, когда изменение энергии системы проявляется в виде работы только одного рода или в форме теплоты. Это дает возможность в общих чертах проследить за историей развития закона сохранения энергии. Впервые оп был установлен в механике для систем, для которых можно не учитывать теплообмен и обобщенные формы работы и достаточно рассмотреть только механическую энергию — кинетическую и потенциальную. 

[c.17]

    Поведение полимера — каучука — в блоке объясняется свойствами макромолекулярных цепей, из которых он построен. Независимые движения элементов полимерной цепи определяются ее конформационной лабильностью. Иными словами, полимерная цепь обладает гибкостью. Гибкость полимерной цепи — ее важнейшее свойство в аспекте рассматриваемых здесь вопросов. При этом необходимо различать термодинамическую гибкость и кинетическую гибкость. Первая ответственна за равновесные свойства полимера, в частности за высокоэластичность каучука она определяется числом конформаций цепи, обладающих одинаковыми или близкими энергиями. Кинетическая гибкость характеризует скорость конформационной перестройки цепи. Она определяется высотами энергетических барьеров, которые при этом необходимо преодолеть. 

[c.121]

    Совокупность всех свойств системы характеризует ее состояние. Оно определяется температурой Т, давлением р, объемом V, концентрацией и другими параметрами состояния. Внутренняя энергия 1/ характеризует общий запас энергии системы, включающий энергию колебания атомов, их внутриядерную энергию, кинетическую и потенциальную энергию молекул, энергию движения электронов и т. д. Абсолютная величина внутренней энергии систем не поддается определению, однако можно измерять ее изменение Аи в различных процессах. Если в каком-либо процессе внутренняя энергия возрастает, то Аи считается положительной величиной, при обратном изменении — отрицательной. [c.11]

    Видов энергии много теплота, свет, химическая и ядерная энергии и т. д., но существует только два основных типа энергии кинетическая и потенциальная. Энергию, которой обладает движущееся тело, называют кинетической. Количество кинетической энергии, которым обладает тело — это количество работы, которое может совершить тело до достижения им покоя, истратив всю свою кинетическую энергию. Энергию, приобретенную телом в результате изменения им или его составными частями положения в пространстве, называют потенциальной. [c.213]

    Сопоставим выражение энергии магнитного поля Wк—11 /4 с выражением энергии электрического поля (№ э = сы /2) и энергии пружины (потенциальной и кинетической, соответственно U п= гJf /2, W =mv 2). Из сопоставления видно, что электрическая энергия аналогична потенции, альной энергии сжатой пружины (где х — смещение пружины, к — ее упругость), а магнитная энергия — кинетической. При этом обратная величина [c.52]

    Эйнштейн смог объяснить эти эффекты, предположив, что энергия светового луча распространяется в пространстве в виде квантов теперь называемых фотонами. Когда свет поглощается металлом, полная энергия фотона к передается одному электрону в металле. Если это количество энергии достаточно большое, то электрон может преодолеть потенциальный барьер на поверхности металла и сохранить часть энергии в виде кинетической энергии. Кинетическая энергия зависит от энергии падающего фотона, т. е. от его частоты. Число выбитых электронов зависит от числа падающих фотонов и, следовательно, от интенсивности излучения. [c.367]

    Полная энергия электрона по отношению к неподвижному электрону в бесконечности складывается из его кинетической и потенциальной энергий. Кинетическая энергия [c.74]

    Пользуясь распределением Максвелла, рассчитайте среднюю кинетическую энергию движения молекул массой т при температуре Т. Равна ли эта энергия кинетической энергии при средней скорости  [c.142]

    По отношению к операции обращения времени, >—1, все физические величины делятся на два класса. К первому классу принадлежат физические величины, не изменяющиеся при обращении времени. Такими величинами являются координаты точки, полная энергия, кинетическая энергия и др., которые содержат время только в четных степенях. Ко второму классу физических величин относятся скорость, импульс, угловой момент, спиновый момент и все другие, которые содержат время в нечетной степени. [c.561]

    Процесс комптоновского рассеяния состоит в том, что у-квант передает электрону атома лишь часть своей энергии (рис. 2.4, б), а сам рассеивается с меньшей энергией. Кинетическая энергия электрона равна [c.16]

    Другие источники энергии. Все тела, находящиеся в космическом пространстве, вносят свою долю в энергию излучения, падающую на поверхность космического корабля. На достаточно больших расстояниях от Земли значение плотности галактического лучистого потока можно взять равным 7,14-10 Вт/м [30]. Это значение существенно меньше плотности потоков солнечного и земного излучения. Рассмотрим тело массой М. Пусть эта масса с относительной скоростью V неупруго соударяется с космическим кораблем. Согласно закону сохранения энергии кинетическая энергия тела непосредственно в момент соударения должна превращаться в тепло. Кинетическая энергия тела массой М равна  [c.51]

    Молекулы газа обладают не только кинетической энергией поступательного движения, но и другими видами энергии, в частности, потенциальной энергией, кинетической энергией вращательного движения, кинетической и потенциальной энергией колебательного движения атомов в молекуле и др. Следовательно, кинетическая энергия поступательного движения является только частью общего запаса энергии молекул газа. Иногда необходимо знать характер распределения молекул газа по какому-либо виду энергии и по общему запасу их энергии. Эта задача была решена австрийским физиком Л. Больцманом в 1872 г., который вывел следующее выражение, называемое уравнением Больцмана  [c.25]

    Представляется мало вероятной мгновенная ассоциация отдельных молекул пара и образование большой массы конденсата в тот момент,, когда наступает состояние необходимого насыщения или пересыщения, пара. Естественно предположить, что еще до достижения состояния насыщения имеет место частичная ассоциация молекул, которая становится тем значительнее, чем ближе состояние пара к состоянию насыщения, необходимого для достижения максимума ассоциации. Если две одиночные молекулы сталкиваются друг с другом, то вследствие упругого характера этого удара кинетическая энергия обеих молекул возрастает па величину, как раз равную убыли потенциальной энергии взаимодействия молекул. Поэтому при ударе двух молекул с равной энергией кинетическая энергия их становится настолько большой, что силовое взаимодействие молекул не в состоянии удержать их вместе, и обе молекулы после удара разлетятся на такие же расстояния друг от друга, как и до столкновения. Таким образом, в результате столкновения двух молекул с одинаковой энергией устойчивая двойная молекула образоваться не может. Однако дело совершенно меняется, если допустить, что помимо двойных столкновений, в газе осуществляются еще и тройные столкновения. Тогда образование групп (двойных, тройных) становится-вполне возможным. Действительно, среди тройных столкновений будут такие, при которых весь избыток кинетической энергии сталкивающихся молекул придется на долю третьей молекулы, которая как бы является аккумулятором энергии, выделяющейся при столкновении. При таких аккумуляторах возможны устойчивые образования различных ассоциированных групп. [c.142]

    Величине А р соответствует потенциальная энергия, получаемая умножением А/ , на объемную скорость (об ем вытекающего из капилляра газа в секунду), т. е. Ар — г.-Л Ш. Приравняв эту энергию кинетической энергии вытекающей струи, получим  [c.12]

    Таким образом, скорость производства энтропии уменьшается. Согласно теореме Онзагера система поэтому будет стараться эволюционировать к состоянию минимальной диссипации, производя работу. В случае вращающегося волчка работа заключается просто в подъеме центра тяжести так высоко, как возможно. Аналогичные вещи должны происходить и с Землей, как, например, возникновение глобальной картины ветров и течений. Этот тип эволюции к стационарному состоянию рассмотрен в работах Пригожина и Эйгена. Однако, работа W может не ограничиваться только механической энергией, кинетической или потенциальной. Имеются химические машины, электрические ячейки и много других термодинамических систем, к которым можно применить те же аргументы. Мы, конечно, больше всего заинтересованы в химических, фотохимических, электрохимических и других аналогичных системах, в которых работа W могла бы быть сохранена в форме свободной энергии . [c.139]

    С этим связано и менёе очевидное соображение, что теплоту нельзя полностью превратить в работу. Некоторая часть теплоты при этом всегда передается окружающей среде. Например, при работе паровой турбины тепловая энергия перегретого пара п]эевращается в электрическую энергию кинетическая энергия молекул пара превращается в кинетическую энергию движущихся лопастей турбины и в конце концов в электрическую энергию. Но не вся кинетическая энергия молекул пара превращается в кинетическую энергию турбины. Некоторая часть энергии теряется в окружающую среду в виде теплоты. Каждая электростанция вызывает тепловое загрязнение окружающей среды. Законы термодинамики говорят, что это неизбежно. В самом деле, одной из первых формулировок второго закона термодинамики было утверждение, что теплоту нельзя полностью превратить в полезную работу. [c.177]

    Поскольку сам Рэлей не приводил доказательства своей гипотезы, после работы Путнэма и Денниса возникло убеждение, что гипотеза Рэлея доказана для самого общего случая. Однако в доказательстве Путнэма и Денниса допущена принципиальная ошибка в исходных положениях. Для упрощения уравнений Путнэм и Деннис пренебрегли скоростью течения по сравнению со скоростью звука и не заметили, что тем самым из рассмотрения исключен имеющий самостоятельное значение источник энергии — кинетическая энергия потока. Что касается неподвижного газа, то в нем действительно единственным механизмом возбуждения может быть механизм, указанный Рэлеем  [c.81]

    Количество энергии (кинетическая энергия молекул, энергия света и др.), которое должно быть преобразовано в потенцальную (внутреннюю) энергию реагирующих молекул, чтобы протекание химической реакции стало возможным, называется энергией активации. [c.333]

    V = / ) на ленте осциллографа с определением скорости с1У / 11 дает представление о кинетике процесса разрушения и позволяет судить об изменении баланса упругой и кинетической энергии в процессе разрушения. Так, крайне резкое возрастание скорости перемещения кромок / с11 с1у на несколько порядков по сравнению со скоростью перемещения захвата нагружающего устройства свидетельствует о наступлении нестабильности трещины (хрупкое разрушение),когда накопленная упругая энергия праюгачески полностью переходит в энергию кинетическую. Резкое, но ограниченное возрастание ёУ/ Ш свидетельствует о наступлении пластической неустойчивости зоны перед вершиной трещины (прохождении полосы скольжения).  [c.213]

    Зпая закономерность выгорания потока топлива, т. е. il = f[x), можно с помощью уравнения (5.63) найти распределение температур вдоль зоны гореиия. Строго говоря, для этого следовало бы решить совместно уравнения энергии, кинетическое и другие уравнения системы. Но представляет интерес найти хотя бы приближенное выражение зависимости Т непосредственно от известной функции й = /(а ), т, е. от степени недожога или выгорания топлива. [c.522]

    ГИИ, определяемой электронными уровнями молекул, и все эти составляющие имеют различную величину, то теплоту адсорбции рассматривали как алгебра-ическую сумму различных изменений энергии, соответствующих отношениям, существующим между адсорбентом и молекулярными полями адсорбируемого вещества. Имеется один физический фактор — температура, который влияет на потенциальную энергию компонентов и теплоту адсорбции. ЭксперименталЬ но установлено, что если адсорбция идет при низких температурах, то изменяются ротационная энергия и энергия кинетического поступательного движения, потенциальная же энергия затрагивается меньше. Повышение температуры в адсорбционных процессах вводит новые компоненты в энергетический э(] ект, а именно, последовательные изменения, происходящие в вибрационной энергии я в энергии электронных уровней. Существование большого интервала, разделяющего ротационный, вибрационно-ротационный и электронно-вибрационноротационный уровни, как полагают, вводит периодические изменения в выделяющуюся теплоту и теплоту адсорбции. Из вышесказанного вытекает, что теплота адсорбции, вероятно, связана с потенциальной энергией, в то время как теплота активирования характерна для кинетической энергии. [c.145]

    Обычно говорят, что система обладает энергией, если она способна совершить некоторую работу. Эйнштейн показал, что полная энергия системы связана с ее массой. Однако в системах, рассматриваемых в настоящей книге, изменения энергии эквивалентны фактически ненаблюдаемым изменениям массы. Величина полной энергии системы неизвестна экспериментально можно определить только ее изменение, связанное с переходом системы из некоторого начального в некоторое конечное состояние. Энергия, которой обладает система в зависимости от ее положения в пространстве, состава или других параметров (нанример, энергия поднятого груза, энергия эндотермического соединения или сжатого газа), называется потенциальной энергией. Потенциальня энергия является произведением силы на расстояние. Энергия, связанная с движением системы, называется кинетической энергией. Кинетическая энергия равна произведению половины массы на квадрат скорости системы. Сила, сообщающая 1 г вещества скорость 1 см/сек, называется диной. Работа, совершаемая силой в 1 дину на пути 1 смг называется эргом. 1 дж равен 10 эрг или 1 вт-сек. [c.25]

    В соответствии с теорией относительности веществом является все то во вселенной, что в состоянии покоя имеет массу эта масса 1 азывается массой покоя. Чтобы заставить некоторое количество вещества двигаться, требуется дополнительная энергия кинетическая энергия.). Масса движущегося вeoJ, твa больше массы покоя на величину, отвечающую кинетической энергии, в соответствии с уравнением (1). Согласно теории относитель ности, нельзя придать видеству скорость, равную скорости света. Сам свет состоит из частиц (квантов или фотонов). [c.16]

---

Физическая и коллоидная химия (1988) — [ c.55 ]

Краткий курс физической химии (1979) — [ c.9 , c.154 , c.173 , c.177 ]

Физическая химия. Т.1 (1980) — [ c.418 ]

Химическая связь (0) — [ c.17 , c.22 , c.63 , c.180 ]

Тепло- и массообмен Теплотехнический эксперимент (1982) — [ c.21 ]

Перемешивание и аппараты с мешалками (1975) — [ c. 308 ]

Органическая химия (1974) — [ c.53 , c.56 ]

Экстрагирование Система твёрдое тело-жидкость (1974) — [ c.56 ]

Массопередача при ректификации и абсорбции многокомпонентных смесей (1975) — [ c.120 ]

Основы процессов химической технологии (1967) — [ c.30 ]

Основы квантовой химии (1979) — [ c.12 ]

Электрохимия растворов (1959) — [ c.233 , c.234 ]

Практические работы по физической химии (1961) — [ c.27 ]

Введение в молекулярную теорию растворов (1959) — [ c.49 , c. 113 ]

Общая химия (1964) — [ c.16 , c.521 ]

Общая химия и неорганическая химия издание 5 (1952) — [ c.20 ]

Курс квантовой механики для химиков (1980) — [ c.77 ]

Лекции по общему курсу химии ( том 1 ) (1962) — [ c.16 ]

Общая химия (1974) — [ c.54 , c.289 , c.290 ]

Насосы и компрессоры (1974) — [ c.186 , c.243 ]

Физическая химия Том 2 (1936) — [ c.30 ]

Понятия и основы термодинамики (1962) — [ c. 76 , c.82 ]

Основы химической термодинамики и кинетики химических реакций (1981) — [ c.21 ]

Химическая кинетика и катализ 1974 (1974) — [ c.104 , c.106 ]

Краткий справочник химика Издание 6 (1963) — [ c.532 ]

Процессы и аппараты химической технологии (1955) — [ c.96 , c.97 ]

Введение в молекулярную спектроскопию (1975) — [ c.42 , c.52 , c.54 ]

Курс физической химии Том 2 Издание 2 (1973) — [ c.68 ]

Курс химической термодинамики (1975) — [ c.9 ]

Химическая термодинамика Издание 2 (1953) — [ c.31 ]

Химическая связь (1980) — [ c.17 , c.22 , c.63 , c.180 ]

Строение материи и химическая связь (1974) — [ c.33 ]

Введение в молекулярную теорию растворов (1956) — [ c.49 , c.113 ]

Горение Физические и химические аспекты моделирование эксперименты образование загрязняющих веществ (2006) — [ c.186 ]

Неорганическая химия Том 1 (1970) — [ c.36 ]

Насосы и компрессоры (1974) — [ c.186 , c.243 ]

Краткий справочник химика Издание 4 (1955) — [ c.474 ]

Краткий справочник химика Издание 7 (1964) — [ c.532 ]

Физическая химия (1967) — [ c.47 ]

Радиационная химия (1974) — [ c.7 ]

Лекции по общему курсу химии Том 1 (1962) — [ c.16 ]

Перемешивание и аппараты с мешалками (1975) — [ c.308 ]

Биоэнергетика и линейная термодинамика необратимых процессов (1986) — [ c.13 , c.14 ]

---

Преобразователь кинетической энергии в электрическую — Энергетика и промышленность России — № 3 (43) март 2004 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 3 (43) март 2004 года

Известный российский ученый А.О. Шахинов сказал о нем: «Это изобретение очень актуально для нашего XXI века. Так в свое время, когда была изобретена гидроэлектростанция, случился переворот, можно было получать энергию, не затрачивая на это ресурсов и так уже истощившегося запаса полезных ископаемых земного шара».

Устройство производит электроэнергию буквально из воздуха. Такой преобразователь энергии особенно подходит для больших современных городов.

Это не гидроэлектростанция, для которой обязательно требуется река.

Это не приливно/отливная станция, для которой обязательно требуется море или озеро. И это не ветряные электростанции, которые работают только в том случае, если есть ветер. Наш преобразователь энергии действует в любом современном городе и не зависит от воды, ветра, прилива или отлива.

Суть изобретения: специальные встраиваемые панели в дороги города.

При совершении наезда любым видом транспорта на такую панель вырабатывается энергия. Причем вырабатывается очень большое количество энергии. Обратите внимание на то, что если поставить такую панель на оживленном шоссе, то энергия будет поступать бесконечно.

По подсчетам наших специалистов, два таких устройства смогут питать круглые сутки большой 9-этажный 108-квартирный дом! Заметьте, что никаких затрат, кроме первоначальной покупки и установки преобразователя, не требуется. Такой дом не будет зависеть ни от каких электростанций, кроме своей собственной — локальной.

При постройке новых домов можно добавлять в проект наш преобразователь. И спрос на такое жилье будет поистине большим. Ведь кому хочется покупать квартиру, за электроэнергию в которой постоянно надо платить, — если можно купить жилье, в котором можно жить и не переживать за повышение цен на электроэнергию. Энергия в таких домах будет совершенно бесплатна.

Но не только жилые дома могут черпать энергию из преобразователя. Ведь везде существуют предприятия, которые нуждаются в постоянном источнике электропитания.

Вот один из вариантов. Если в аэропорту поставить пару преобразователей, то аэропорт не будет нуждаться в подводке проводов от других электростанций, которые расположены, как всегда, совсем не рядом. Помимо того, что не будет лишних затрат на километры проводов, не будет и надобности оплачивать бесконечное количество счетов от электростанций, которые отнимают значительную часть прибыли. Такой аэропорт сможет забыть про квитанции об оплате электроэнергии. В них отпадет надобность.

Возьмем город в целом. Если вдоль главной трассы поставить 100 таких устройств, то такая дорога будет питать весь город. Значительно улучшатся экологические показатели. А громоздкие сооружения в виде страшных дымящих труб исчезнут.

То есть это — экологически чистый, безопасный и бесплатный способ выработки энергии.

Преобразователь представляет собой редуктор с накопителем энергии — маховиком, который раскручивается за счет поступательного движения толкателя и поворота зубчатого сектора привода. Толкатель вертикально утапливается шарнирным соединением двух металлических площадок на всю ширину проезжей части, имеющих оптимальную длину по 20 метров в обе стороны от шарнира, причем верхняя точка шарнира от плоскости дорожного покрытия находится на высоте 0,5 метра.

Транспортное средство, двигаясь по площадкам, утапливает толкатель через шарнир, раскручивая маховик — накопитель энергии.

После прохождения транспортного средства по площадкам последние возвращаются в исходное положение простейшим механизмом возврата.

Таким образом преобразователь использует вторичный источник энергии, первичный (нефть, газ, уголь) уже затрачен на движение транспортного средства, при этом электрические транспортные средства можно перевести на непосредственное питание от преобразователей, установленных на маршрутах движения.

Проект готов к реализации, причем организация проекта осуществляется на базе любого машиностроительного предприятия и не изменяет принципиально и по существу действующую на нем организацию производства.

Преобразователь содержит силовой блок, включающий кинематически связанные между собой грузовой и уравнивающий механизмы и вал потребителя энергии. Грузовой механизм выполнен в виде двух подвижных шарнирно-соединенных между собой платформ. Платформы установлены своими опорными сторонами с возможностью возвратно-поступательного движения опорных сторон по направлению продольной оси дороги. Платформы являются частью проезжей части дороги. Ось шарнирного соединения платформ ориентирована параллельно опорным сторонам платформ и перпендикулярно продольной оси дороги.

Уравновешивающий механизм выполнен в виде механизма возврата, который содержит по меньшей мере два кронштейна, размещенных по обе стороны дороги, по меньшей мере два блока, размещенных на кронштейнах, по меньшей мере два груза и по меньшей мере два троса, каждый из которых одним своим концом через блок соединен с одним из грузов, а вторым — с грузовым механизмом непосредственно у шарнирного соединения. Кинематическая связь грузового механизма с валом потребителя энергии осуществляется посредством силового привода.

Силовой привод содержит толкатель, шатун, зубчатый сектор, храповой механизм с ведущей и ведомой шестернями, ведущую шестерню вала потребителя энергии и ведомую шестерню вала потребителя энергии, жестко соединенную с этим валом.

В 1998 году его для нас оценила оценочная компания (опытный образец) — 48 тыс. дол. Но это без вмонтирования устройства в дорогу.

С вмонтированием оного в дорогу получится примерно вдвое больше, т.е. около 100 тыс. дол.

Период окупаемости проекта — 1 год.

Энергия реакции, порог реакции

Энергия реакции, порог реакции

    Напишем закон сохранения энергии для ядерной реакции в следующем виде:

,          (2.1)

где m_i, m_f — массы, а T_i, T_f -кинетические энергии в начальном и конечном состояниях.
    Энергией реакции называется разность масс начального и конечного состояний системы.

.                (2.2)

Реакция может идти с образованием в конечном состоянии возбужденных ядер. Таким образом массы их m больше, чем в основном состоянии, m = m + Е_возб/c², где Е_возб — энергия возбуждения ядра, что необходимо учитывать при расчетах по формуле (2.2).
    Если Q > 0, реакция называется экзотермической и сопровождается увеличением суммарной кинетической энергии.
    Если Q < 0, то реакция называется эндотермической и сопровождается уменьшением суммарной кинетической энергии. Для реализации эндотермической реакции необходимо, чтобы энергия сталкивающихся частиц была больше некоторой величины, которая в системе центра инерции (с.ц.и.) тождественно равняется Q. Суммарная кинетическая энергия частиц в конечном состоянии при этом равна нулю. В лабораторной системе (л.с.) энергия, необходимая для реализации эндотермической реакции должна быть больше Q, так как часть энергии расходуется на движение центра инерции.
    Минимальная кинетическая энергия налетающей частицы в лабораторной системе координат, при которой реакция становится возможной, называется порогом реакции.
    Получим формулу для расчета порога реакции. Рассмотрим реакцию A(a,b)B. Законы сохранения энергии и импульса в лабораторной системе:

E_a + m_Ac² = E_b + E_B = ε,           (2.3)
_a = _b + _B = .                    (2.4)

В системе центра инерции

E‘_a + E‘_A = E‘_b + E‘_B = ε‘,              (2.5)
^‘_a + ^‘_A = ^‘_b + ^‘_B = ‘.               (2.6)

В выражениях (2.3, 2.5) E — полная энергия. Кинетическая энергия налетающей частицы в л.с. равна пороговой, когда в с.ц.и. кинетические энергии продуктов реакции равны 0, т.е.

E‘_b = m_bc²; E‘_B = m_Bc²; ^‘_b = ^‘_B = 0;        (2.7)
ε‘ = (m_b + m_B)c²; ‘ = 0.                (2.8)

Выпишем релятивистский инвариант в с.ц.и.

(ε‘)² − c²(‘)² = (m_b + m_B)²c⁴.               (2.9)

В лабораторной системе, учитывая, что E_a = m_ac² +T_пор,

ε² − c²² = (m_ac² + m_Ac² + T_пор)² −^{с2p_a2.        (2.10)}

Подставив в (2.10) вместо импульса его выражение через кинетическую энергию

,     (2.11)

получим

ε² − c²² = (m_a + m_A)²c⁴ + T_порm_Ac².                      (2.12)

Учитывая, что

ε² − c²² = (ε‘)² − c²(‘)² = inv.,                            (2.13)

получим

 

или

                  (2.14)

где Q -энергия реакции, m_a — масса налетающей частицы, m_A — масса ядра мишени.
В нерелятивистском приближении (Q<< 2m_Ac²)

                               (2.14a)

Отметим, что выражения (2.14) и (2.14а) справедливы и для реакций с любым количеством частиц в конечном состоянии.

 

Закон сохранения энергии.

Титульная Механика Литература

Силы, работа которых не зависит от формы траектории, а определяется начальным и конечным положением тела, называются потенциальными. Очевидно, что работа потенциальных сил на замкнутой траектории равна нулю. Все силы, работа которых зависит от формы траектории, называются непотенциальными. Непотенциальными силами являются силы трения, сопротивления. Для системы тел, в которой действуют потенциальные силы взаимодействия, можно ввести понятие потенциальной энергии. Потенциальная энергия — некоторая функция, описывающая взаимное расположение тел в системе, изменение которой взятое с обратным знаком, равно работе потенциальных сил, действующих между телами ситемы или же это энергия взаимного действия, взаимного расположения тел относительно друг друга: Пример. При прыжке ныряльщика в воду потенциальная сила притяжения совершает работу, которая равна изменению потенциальной энергии ныряльщика. Эта работа идет на изменение кинетической энергии прыгуна. Свойства потенциальной энергии: это энергия системы тел, между которыми действуют потенциальные силы взаимодействия; потенциальная энергия определяется с точностью до постоянного слагаемого. При этом за нулевой уровень потенциальной энергии можно принять любое состояние системы; формула для расчета потенциальной энергии может быть разной и зависит от характера взаимодействия тел; общим для всех видов потенциальной энергии является ее связь с работой потенциальных сил: A=Epсил=-(Ep1-Ep2) Кинетическая энергия — энергия движения. Работа силы, приложенной к телу при изменении его V, равна изменению кинетической энергии: Закон сохранения энергии. Приращение потенциальной энергии брошенного вверх тела происходит за счет убыли его кинетической энергии; при падении тела, приращение кинетической энергии происходит за счет убыли потенциальной энергии, так что полная механическая энергия тела не меняется. Аналогично, если на тело действует сжатая пружина, то она может сообщить телу некоторую скорость, т. е. кинетическую энергию, но при этом пружина будет распрямляться, и ее потенциальная энергия будет соответственно уменьшаться; сумма потенциальной и кинетической энергий останется постоянной. Если на тело, кроме пружины, действует еще и сила тяжести, то хотя при движении тела энергия каждого вида будет изменяться, но сумма потенциальной энергии тяготения, потенциальной энергии пружины и кинетической энергии тела опять-таки будет оставаться постоянной. Энергия может переходить из одного вида в другой, может переходить от одного тела к другому, но общий запас механической энергии остаётся неизменным. Опыты и теоретические расчеты показывают, что при отсутствии сил трения и при воздействии только сил упругости и тяготения суммарная потенциальная и кинетическая энергия тела или системы тел остается во всех случаях постоянной. В этом и заключается закон сохранения механической энергии. Докажем закон сохранения энергии в следующем опыте. Стальной шарик, упавший с некоторой высоты на стальную или стеклянную плиту и ударившийся об неё, подскакивает почти на ту же высоту, с которой упал. Во время движения шарика происходит целый ряд превращений энергии. При падении потенциальная энергия переходит в кинетическую энергию шарика. Когда шарик прикоснется к плите, и он и плита начинают деформироваться. Если рассмотреть кинетическую энергию, то можно сделать вывод, что она превращается в потенциальную энергию упругой деформации шарика и плиты, причем этот процесс продолжается до тех пор, пока шарик не остановится, т. е. пока вся его кинетическая энергия не перейдёт в потенциальную энергию упругой деформации. Затем под действием сил упругости деформированной плиты шарик приобретает скорость, направленную вверх: энергия упругой деформации плиты и шарика превращается в кинетическую энергию шарика. При дальнейшем движении вверх скорость шарика под действием силы тяжести уменьшается, и кинетическая энергия превращается в потенциальную энергию тяготения. В наивысшей точке шарик обладает снова только потенциальной энергией тяготения. Поскольку можно считать, что шарик поднялся на ту же высоту, с которой он начал падать, потенциальная энергия шарика в начале и в конце описанного процесса одна и та же. Более, того, в любой момент времени при всех превращениях энергии сумма потенциальной энергии тяготения, потенциальной энергии упругой деформации и кинетической энергии все время остается одной и той же. Для процесса превращения потенциальной энергии, обусловленной силой тяжести, в кинетическую и обратно при падении и подъеме шарика это было показано простым расчетом. Можно было бы убедиться, что и при превращении кинетической энергии в потенциальную энергию упругой деформации плиты и шарика и затем при обратном процессе превращения этой энергии в кинетическую энергию отскакивающего шарика сумма потенциальной энергии тяготения, энергии упругой деформации и кинетической энергии также остается неизменной, т. е. закон сохранения механической энергии выполнен. Теперь мы можем объяснить, почему нарушался закон сохранения работы в простой машине, которая деформировалась при передаче работы: дело в том, что работа, затраченная на одном конце машины, частично или полностью затрачивалась на деформацию самой простой машины (рычага, веревки и т.д.), создавая в ней некоторую потенциальную энергию деформации, и лишь остаток работы передавался на другой конец машины. В сумме же переданная работа вместе с энергией деформации оказывается равной затраченной работе. В случае абсолютной жесткости рычага, нерастяжимости веревки и т. д. простая машина не может накопить в себе энергию, и вся работа, произведенная на одном ее конце, полностью передается на другой конец. Силы трения и закон сохранения механической энергии. Присматриваясь к движению шарика, подпрыгивающего на плите, можно обнаружить, что после каждого удара шарик поднимается на несколько меньшую высоту, чем раньше, т. е. полная энергия не остается в точности постоянной, а понемногу убывает; это значит, что закон сохранения энергии в таком виде, как мы его сформулировали, соблюдается в этом случае только приближённо. Причина заключается в том, что в этом опыте возникают силы трения, сопротивление воздуха, в котором движется шарик, и внутреннее трение в самом материале шарика и плиты. Вообще, при наличии трения закон сохранения механической энергии всегда нарушается и полная энергия тел уменьшается. За счет этой убыли энергии и совершается работа против сил трения. Например, при падении тела с большой высоты скорость, вследствие действия возрастающих сил сопротивления среды, вскоре становится постоянной; кинетическая энергия тела перестает меняться, но его потенциальная энергия уменьшается. Работу против силы сопротивления воздуха совершает сила тяжести за счет потенциальной, энергии тела. Хотя при этом и сообщается некоторая кинетическая энергия окружающему воздуху, но она меньше, чем убыль потенциальной энергии тела, и, значит, суммарная механическая энергия убывает. Работа против сил трения может совершаться и за счет кинетической энергии. Например, при движении лодки, которую оттолкнули от берега пруда, потенциальная энергия лодки остается постоянной, но вследствие сопротивления воды уменьшается скорость движения лодки, т. е. ее кинетическая энергия, приращение кинетической энергии воды, наблюдающееся при этом, меньше, чем убыль кинетической энергии лодки. Подобно этому действуют и силы трения между твердыми телами. Например, скорость, которую приобретает груз, соскальзывающий с наклонной плоскости, а, следовательно, и его кинетическая энергия, меньше той, которую он приобрёл бы в отсутствие трения. Можно так подобрать угол наклона плоскости, что груз будет скользить равномерно. При этом его потенциальная энергия будет убывать, а кинетическая — оставаться постоянной, и работа против сил трения будет совершаться за счет потенциальной энергии. В природе все движения (за исключением движений в вакууме, например, движений небесных тел) сопровождаются трением. Поэтому при таких движениях закон сохранения механической энергии нарушается, и это нарушение происходит всегда в одну сторону — в сторону уменьшения полной энергии. Превращение механической энергии во внутреннюю энергию. Особенность сил трения состоит, как мы видели, в том, что работа, совершённая против сил трения, не переходит полностью в кинетическую или потенциальную энергию тел; вследствие этого суммарная механическая энергия тел уменьшается. Однако работа против сил трения не исчезает бесследно. Прежде всего, движение тел при наличия трения ведет к их нагреванию. Мы можем легко обнаружить это, крепко потирая руки или протягивая металлическую полоску между сжимающими ее двумя кусками дерева; полоска даже на ощупь заметно нагревается. Первобытные люди, как известно, добывали огонь быстрым трением сухих кусков дерева друг о друга. Нагревание происходит также при совершении работы против сил внутреннего трения, например, при многократном изгибании проволоки. Нагревание при движении, связанном с преодолением сил трения, часто бывает очень сильным. Например, при торможении поезда тормозные колодки сильно нагреваются. При спуске корабля со стапелей на воду для уменьшения трения стапеля обильно смазываются, и все же нагревание так велико, что смазка дымится, а иногда даже загорается. При движении тел в воздухе с небольшими скоростями, например, при движении брошенного камня, сопротивление воздуха невелико, на преодоление сил трения затрачивается небольшая работа, и камень практически не нагревается. Но быстро летящая пуля разогревается значительно сильнее. При больших скоростях реактивных самолетов приходится уже принимать специальные меры для уменьшения нагревания обшивки самолета. Мелкие метеориты, влетающие с огромными скоростями (десятки километров в секунду) в атмосферу Земли, испытывают такую большую силу сопротивления среды, что полностью сгорают в атмосфере. Нагревание в атмосфере искусственного спутника Земли, возвращающегося на Землю, так велико, что на нем приходится устанавливать специальную тепловую защиту. Кроме нагревания, трущиеся тела могут испытывать и другие изменения. Например, они могут измельчаться, растираться в пыль, может происходить плавление, т. е. переход тел из твердого в жидкое состояние: кусок льда может расплавиться в результате трения о другой кусок льда или о какое-либо иное тело. Итак, если движение тел связано с преодолением сил трения, то оно сопровождается двумя явлениями: сумма кинетической и потенциальной энергий всех участвующих в движении тел уменьшается; происходит изменение состояния тел, в частности может происходить нагревание. Это изменение состояния тел происходит всегда таким образом, что в новом состоянии тела могут производить большую работу, чем в исходном. Так, например, если налить в закрытую с одного конца металлическую трубку немного эфира и, заткнув трубку пробкой, зажать ее между двумя пластинками и привести в быстрое вращение, то эфир испарится и вытолкнет пробку. Значит, в результате работы по преодолению сил трения трубки о пластинки трубка с эфиром пришла в новое состояние, в котором она смогла совершить работу, требующуюся для выталкивания пробки, т. е. работу против сил трения, удерживающих пробку в трубке, и работу, идущую на сообщение пробке кинетической энергии. В исходном состоянии трубка с эфиром не могла совершить эту работу. Таким образом, нагревание тел, равно как и другие изменения, их состояния, сопровождается изменением «запаса» способности этих тел совершать работу. Мы видим, что «запас работоспособности» зависит, помимо положения тел относительно Земли, помимо их деформации и их скорости, еще и от состояния тел. Значит, помимо потенциальной энергии тяготения и упругости и кинетической энергии тело обладает и энергией, зависящей, от его состояния. Будем называть ее внутренней энергией. Внутренняя энергия тела зависит от его температуры, от того, является ли тело твердым, жидким или газообразным, как велика его поверхность, является ли оно сплошным или мелко раздробленным и т. д. В частности, чем температура тела выше, тем больше его внутренняя энергия. Таким образом, хотя при движениях, связанных с преодолением сил трения, механическая энергия систем движущихся тел уменьшается, но зато возрастает их внутренняя энергия. Например, при торможении поезда уменьшение его кинетической энергии сопровождается увеличением внутренней энергии тормозных колодок, бандаж колес, рельсов, окружающего воздуха и т. д. в результат нагревания этих тел. Все сказанное относится также и к тем случаям, когда силы трения возникают внутри тела, например, при разминании куска воска, при неупругом ударе свинцовых шаров, при перегибании куска проволоки. Всеобщий характер закона сохранения энергии. Силы трения занимают особое положение в вопросе о законе сохранения механической энергии. Если сил трения нет, то закон сохранения механической энергии соблюдается: полная механическая энергия системы остается постоянной. Если же действуют силы трения, то энергия уже не остается постоянной, а убывает при движении. Но при этом всегда растет внутренняя энергия. С развитием физики обнаруживались все новые виды энергии: была обнаружена световая энергия, энергия электромагнитных волн, химическая энергия, проявляющаяся при химических реакциях (в качестве примера достаточно указать хотя бы на химическую энергию, запасённую во взрывчатых веществах и превращающуюся в механическую и тепловую энергию при взрыве), наконец, была открыта ядерная энергия. Оказалось, что совершаемая над телом работа равна сумме всех видов энергии тела; работа же, совершаемая некоторым телом над другими телами, равна убыли суммарной энергии данного тела. Для всех видов энергии оказалось, что возможен переход энергии из одного вида в другой, переход энергии от одного тела к другому, но что при всех таких переходах общая энергия всех видов остаётся все время строго постоянной. В этом заключается всеобщность закона сохранения энергии. Хотя общее количество энергии остается постоянным, количество полезной для нас энергии может уменьшаться и в действительности постоянно уменьшается. Переход энергии в другую форму может означать переход ее в бесполезную для нас форму. В механике чаще всего это — нагревание окружающей среды, трущихся поверхностей и т. п. Такие потери не только невыгодны, но и вредно отзываются на самих механизмах; так, во избежание перегревания приходится специально охлаждать трущиеся части механизмов.

Разница между кинетической энергией и потенциальной энергией

Энергия подразумевает как способность объекта выполнять работу. Это то, что не может быть создано или уничтожено, но может быть только преобразовано. Объект теряет свою энергию, когда он выполняет работу, тогда как он получает энергию, когда работа над ним выполняется. Энергия широко классифицируется как кинетическая энергия и потенциальная энергия. В то время как кинетическая энергия — это энергия, которую содержит объект из-за определенного движения.

С другой стороны, потенциальная энергия — это запасенная энергия из-за состояния покоя. Поскольку обе эти формы энергии измеряются в джоулях, люди легко путаются между этими двумя. Итак, прочитайте статью, которая поможет вам понять разницу между кинетической и потенциальной энергией.

Сравнительная таблица

Основа для сравнения	Кинетическая энергия	Потенциальная энергия
Имея в виду	Кинетическая энергия относится к энергии, присутствующей в объекте, из-за его свойства быть в движении. 2, где m = масса, а v = скорость	мг, где м = масса, г = сила тяжести и ч = высота

Определение кинетической энергии

Проще говоря, энергия движения — это кинетическая энергия. Работа, необходимая для ускорения объекта определенной массы, от состояния покоя до движения. Чтобы ускорить объект, мы применяем силу, посредством которой энергия передается от одного объекта к другому, заставляя объект двигаться с новой и постоянной скоростью. Передаваемая энергия называется кинетической энергией, определяемой скоростью и массой объекта, т.е. чем больше масса и скорость, тем больше кинетической энергии она содержит.

Кинетическая энергия объекта, находящегося в движении с определенной скоростью, такая же, как и работа над ним. Все объекты, которые находятся в движении или действии, независимо от горизонтального или вертикального движения, обладают кинетической энергией. Это энергия, которую объект приобретает благодаря состоянию его движения. Например, падение кокоса, течение реки, движение автомобиля или автобуса и т. Д. Различные формы кинетической энергии:

• Колебательная энергия
• Энергия вращения
• Трансляционная энергия

Определение потенциальной энергии

Термин потенциальная энергия подразумевает энергию, которая хранится в объекте в состоянии покоя вследствие его положения относительно нулевого положения. Энергия накапливается в физическом теле благодаря преодолению сил природы. Он присутствует в каждом объекте, который имеет положение и массу в силовом поле. Например, тетрадь на столе, мяч на вершине холма, натянутая резинка и т. Д.

Когда состояние объекта изменяется от покоя к движению, потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию. Он заставляет объект возвращаться в исходное положение, то есть в состояние покоя, потому что он работает против любого смещения, поэтому он известен как восстановление энергии. С увеличением скорости движущегося объекта потенциальная энергия уменьшается, и наоборот. Различные типы потенциальной энергии:

• Гравитационная энергия
• Упругая энергия
• Электроэнергия
• Химическая энергия
• Ядерная энергия

Ключевые различия между кинетической и потенциальной энергией

Точки, приведенные ниже, заслуживают внимания, поскольку речь идет о разнице между кинетической и потенциальной энергией:

1. Энергия, связанная с объектами в движении или действии, называется кинетической энергией. Потенциальная энергия определяется как энергия, содержащаяся в объекте, в результате его состояния покоя.
2. Кинетическая энергия может передаваться между объектами. С другой стороны, потенциальная энергия не может передаваться между объектами.
3. В то время как кинетическая энергия измеряется от самого места, потенциальная энергия измеряется снизу.
4. Кинетическая энергия относительно окружающей среды движущегося тела. В отличие от этого, потенциальная энергия не связана с окружающей средой физического тела.
5. Кинетическая энергия может быть определена скоростью / скоростью или массой движущегося объекта. И наоборот, факторами, определяющими потенциальную энергию, являются масса, сила тяжести и высота / расстояние от объекта.

Заключение

Подводя итог, можно сказать, что потенциальная энергия связана с положением, в то время как кинетическая энергия фокусируется на движении. Первый готов к выпуску, а второй уже в движении. Кинетическая энергия зависит от двух факторов, которые являются скоростью и массой объекта, но потенциальная энергия зависит от положения и состояния объекта.

кинетической энергии | Определение и формула

Раскройте силы потенциальной энергии, кинетической энергии и трения за маятником напольных часов

Изменения потенциальной и кинетической энергии при качании маятника.

Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видео по этой статье

Кинетическая энергия , форма энергии, которую объект или частица имеет в результате своего движения. Если работа, передающая энергию, выполняется с объектом путем приложения чистой силы, объект ускоряется и, таким образом, получает кинетическую энергию.Кинетическая энергия — это свойство движущегося объекта или частицы, которое зависит не только от его движения, но и от его массы. Вид движения может быть поступательным (или движением по пути из одного места в другое), вращением вокруг оси, вибрацией или любой комбинацией движений.

Популярные вопросы

Что такое кинетическая энергия?

Кинетическая энергия — это форма энергии, которую объект или частица имеет в результате своего движения. Если работа, передающая энергию, выполняется с объектом путем приложения чистой силы, объект ускоряется и, таким образом, получает кинетическую энергию.Кинетическая энергия — это свойство движущегося объекта или частицы, которое зависит не только от его движения, но и от его массы.

Какими способами определяется кинетическая энергия объекта?

Поступательная кинетическая энергия тела равна половине произведения его массы, m , и квадрата его скорости, v , или 1/2 mv ² . Для вращающегося тела момент инерции I соответствует массе, а угловая скорость (омега) ω соответствует линейной или поступательной скорости.Соответственно, кинетическая энергия вращения равна половине произведения момента инерции и квадрата угловой скорости, или 1/2 Iω ² .

Какие единицы энергии обычно связаны с кинетической энергией?

Для повседневных предметов единицей энергии в системе метр-килограмм-секунда является джоуль. Масса 2 кг (4,4 фунта на Земле), движущаяся со скоростью один метр в секунду (чуть больше двух миль в час), имеет кинетическую энергию в один джоуль.Единицей измерения в системе сантиметр-грамм-секунда является эрг, 10 ⁻⁷ джоулей, что эквивалентно кинетической энергии летящего комара. Электрон-вольт используется в атомном и субатомном масштабах.

Поступательная кинетическая энергия тела равна половине произведения его массы, m , и квадрата его скорости, v , или ¹ / ₂ mv ² .

Эта формула действительна только для низких и относительно высоких скоростей; для чрезвычайно высокоскоростных частиц он дает слишком маленькие значения.Когда скорость объекта приближается к скорости света (3 × 10 ⁸ метров в секунду, или 186 000 миль в секунду), его масса увеличивается, и необходимо использовать законы относительности. Релятивистская кинетическая энергия равна увеличению массы частицы по сравнению с массой покоящейся, умноженной на квадрат скорости света.

Единицей энергии в системе метр-килограмм-секунда является джоуль. Двухкилограммовая масса (что-то весит 4,4 фунта на Земле), движущаяся со скоростью один метр в секунду (чуть более двух миль в час), имеет кинетическую энергию в один джоуль.В системе сантиметр-грамм-секунда единицей энергии является эрг, 10 ⁻⁷ джоулей, что эквивалентно кинетической энергии летящего комара. В определенных контекстах используются и другие единицы энергии, такие как еще меньшая единица, электрон-вольт, в атомном и субатомном масштабе.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Для вращающегося тела момент инерции I соответствует массе, а угловая скорость (омега) ω соответствует линейной или поступательной скорости.Соответственно, кинетическая энергия вращения равна половине произведения момента инерции на квадрат угловой скорости, или ¹ / ₂ Iω ² .

Полная кинетическая энергия тела или системы равна сумме кинетических энергий, возникающих в результате каждого типа движения. См. Механику : Вращение вокруг движущейся оси.

Примеры кинетической энергии

Вообще говоря, всю энергию во Вселенной можно разделить на потенциальную или кинетическую энергию.Потенциальная энергия — это энергия, связанная с положением, как мяч, поднятый в воздухе. Когда вы отпускаете мяч и позволяете ему упасть, потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию, или энергию, связанную с движением.

Существует пять типов кинетической энергии: лучистая , тепловая, звуковая , электрическая и механическая . Давайте рассмотрим несколько примеров кинетической энергии, чтобы лучше проиллюстрировать эти различные формы.

Примеры лучистой энергии

Лучистая энергия — это тип кинетической энергии, относящейся к энергии, которая распространяется волнами или частицами.Энергия создается с помощью электромагнитных волн и чаще всего воспринимается людьми в виде тепла. Вот некоторые примеры:

• Лампа накаливания: когда вы включаете свет с помощью традиционной лампы накаливания, она испускает два вида энергии. Есть видимый свет, который вы видите, а также тепло, которое он генерирует. Оба они представляют собой формы лучистой энергии.
• Рентгеновские лучи: Как видимый свет распространяется волнами, так и электромагнитные волны за пределами видимого спектра.Рентгеновские лучи — один из таких примеров.
• Электрический тостер: нагревательные элементы внутри тостера излучают лучистую энергию, которая нагревает и поджаривает хлеб.
• Радиосигналы: Подобно рентгеновским лучам, радиоволны также распространяются в форме волн. Так радиостанции могут передавать свои программы на огромные расстояния.
• Sunshine: Вы когда-нибудь стояли на улице в теплый солнечный день? Вы заметили, что на солнце жарче, чем в тени? Это потому, что вы ощущаете лучистую энергию солнечных лучей!

Тепловая энергия

Тепловая энергия похожа на лучистую в том смысле, что и то и другое может быть получено в виде тепла или тепла.Разница в том, что в то время как лучистая энергия относится к волнам или частицам, тепловая энергия описывает уровень активности между атомами и молекулами в объекте.

По мере того, как они двигаются быстрее, они чаще сталкиваются друг с другом. Это движение является причиной того, что тепловая энергия считается примером кинетической энергии, даже если вы не сможете увидеть это движение невооруженным глазом. Вот некоторые примеры:

• Геотермальная энергия: отличный пример возобновляемого ресурса, геотермальная энергия возникает в результате распада природных минералов и вулканической активности Земли.Затем это тепло можно использовать для обогрева и охлаждения домов, а также для выработки электроэнергии.
• Выпечка в духовке. Помещая замороженную пиццу в духовку, вы нагреваете ее и повышаете ее температуру. Молекулы, из которых состоит пицца, движутся быстрее, когда пицца очень горячая.
• Кипящая вода: Визуально кипящая вода, пожалуй, один из лучших примеров тепловой энергии. Если вы нагреете воду до кипения на плите, как при приготовлении макарон, вы увидите активную кинетическую энергию очень горячей воды.На микроскопическом уровне отдельные молекулы воды одинаково активны.
• Гейзеры: Вы знаете Old Faithful в Йеллоустонском национальном парке? Гейзер — прекрасный пример работы тепловой энергии. Геотермальная энергия земли нагревает грунтовые воды и превращает их в пар. Отдельные молекулы воды движутся быстрее, создавая давление, пока вода не прорвется в виде гейзера.
• Работающий двигатель автомобиля: Вы когда-нибудь были рядом с двигателем автомобиля, когда он работает? Тепло, исходящее от двигателя, является примером тепловой энергии.

Звуковая энергия

Человеческое восприятие звука вызвано вибрациями. Объект, создающий звук, создает волны движения через среду, например воздух, до тех пор, пока не достигает наших барабанных перепонок, которые затем вибрируют, и наш мозг интерпретирует это как звук. Вот несколько примеров звуковой энергии:

• Ваш голос: говорите с нормальной громкостью, прижимая пальцы к горлу. Вы почувствуете вибрацию (движение) своих голосовых связок.
• Стереодинамики: если вы положите руку на динамик, особенно тот, который играет громко, вы также почувствуете его вибрацию.Механизмы динамика генерируют то, что вы воспринимаете как звук.
• топание ногами: когда вы топаете ногами, вы заставляете поверхность под ногами (пол) вибрировать. Это движение проходит по воздуху, который затем воспринимается как звук.
• Барабаны: когда барабанщик ударяет по барабану, его поверхность вибрирует и издает звук.
• Жужжание пчелы. Когда вы слышите жужжание пчелы, на самом деле вы слышите, как пчела машет крыльями в очень быстром темпе. Хлопания настолько быстрые, что создают в воздухе ощутимые звуковые волны.

Электрическая энергия

Электрическая энергия, которую мы чаще называем электричеством, возникает в результате обтекания цепи отрицательно заряженными электронами. Именно движение этих электронов приводит в действие наши повседневные устройства.

Вот несколько примеров электрической энергии:

• Молния: когда вы видите удар молнии, то на самом деле вы видите очень быстрый разряд электронов, вызванный статическим электричеством в облаках.
• Используемые батареи: Если вы настроили простую схему, соединяющую лампочку с положительным и отрицательным полюсами батареи, и лампочка горит, вы становитесь свидетелями силы электрической энергии.
• Настольная лампа: светильник, который подключается к розетке и включается, является еще одним примером электрической энергии. Электроэнергия идет от розетки к лампе и снова возвращается в розетку.
• Электрические угри: У этих очаровательных существ есть специальные органы для производства электричества, в том числе два, которые функционируют как крошечные батарейки.
• Устройства переменного / постоянного тока: повседневные электрические розетки, устройства и приборы классифицируются как использующие переменный ток (AC) или постоянный ток (DC), в зависимости от того, как они настроены для работы.

Механическая энергия

Визуально наиболее очевидными примерами кинетической энергии являются примеры механической энергии. Это буквально энергия, связанная с механическим движением объекта. Чем больше и быстрее движется объект, тем больше у него механической энергии и тем больше у него возможностей для работы.

• Энергия ветра: энергия ветра, используемая ветряными мельницами, улавливает это естественное движение воздуха. Это может вращать турбину, которая, в свою очередь, может вырабатывать электричество.
• Текущая река: Движение воды вниз по реке — отличный пример механической энергии. Основополагающий принцип заключается в том, как плотины гидроэлектростанций могут использоваться для выработки электроэнергии.
• Пуля, выпущенная из ружья: Пуля, летящая в воздухе, буквально движется. Эта энергия затем передается объекту, в который попадает пуля, в виде повреждений.
• Шар для боулинга движется по дорожке. Движение шара, катящегося по дорожке, является примером механической энергии. «Работа» становится очевидной, когда мяч ударяется о кегли на другом конце.

• Игра на пианино: человек, играющий на пианино, ударяет по клавишам пальцами. Движение пальцев само по себе является примером кинетической энергии, которая затем передается через фортепиано до тех пор, пока молоток не ударяет по струне (больше кинетической энергии), что приводит к возникновению звуковой энергии.

  Кинетическая энергия перемещает вас

  Важно отметить, что эти различные типы кинетической энергии не исключают друг друга. Вы можете наблюдать несколько примеров кинетической энергии в одном экземпляре, например, как тостер является примером как лучистой, так и тепловой энергии. Однако во всех случаях вы наблюдаете энергию в форме движения.

  Чтобы узнать больше о аналоге кинетической энергии, прочтите эти примеры потенциальной энергии. Это действительно приведет в движение ваше обучение!

Майкл Кван

Б.A. Психология и английский язык

Определение кинетической энергии (что вам нужно знать!)

Большинство из нас знакомы с термином кинетическая энергия. Однако, если у вас нет твердого понимания, вы не одиноки. По мере того как мир вокруг нас переходит к более устойчивому образу жизни, мы можем задаться вопросом: «Что такое кинетическая энергия? Можем ли мы использовать его для создания чистой энергии »?

Эта статья охватывает все, что вам нужно знать о кинетической энергии. От его определения и характеристик до примеров и того, как мы используем его в химии, вы найдете объяснение кинетической энергии как в технических, так и в упрощенных терминах.Читайте дальше, чтобы получить общее представление об этой увлекательной форме энергии.

Что такое кинетика и что это означает?

Для начала вам нужно знать, что такое кинетика. Словарь Мерриам-Вебстера определяет слово кинетический как «относящееся к движению материальных тел и связанным с ним силам и энергии».

Звучит немного сложно, подведем итоги. Термин «кинетический» происходит от греческого слова «кинезис» и означает движение. Следовательно, кинетическая энергия — это энергия движения.

Простое объяснение кинетической энергии

источник

Есть только два основных вида энергии. Кинетическая энергия (KE) — одна из них. Далее поясняется, что любой движущийся объект (также известный как масса) имеет KE.

Чтобы что-то имело KE, что-то должно с этим работать. В этом случае работой считается сила, действующая на объект в том же направлении, что и движение. Объем необходимой работы зависит от массы объекта и расстояния, на которое он должен пройти.

Например, представьте, как столкнуть ребенка с горки для катания на санках. Здесь работа заключается в том, чтобы подтолкнуть ребенка, который сейчас катается на санках с холма. Эта связь между работой и кинетической энергией называется теоремой работы-энергии

.

Эта теорема связана со вторым законом Ньютона, который гласит, что «ускорение объекта напрямую связано с чистой силой и универсально связано с его массой». Следовательно, ускорение объекта, то есть увеличение KE, напрямую связано с двумя вещами: силой (которая придает ему скорость) и массой.

Проще говоря, чем больше у объекта массы и скорости, тем больше у него кинетической энергии.

Здесь вы, вероятно, спрашиваете, нет ли двух форм энергии? Да это так. Второй называется потенциальной энергией.

Чтобы легко запомнить это, представьте кинетическую и потенциальную энергию как противоположности. В то время как кинетическая энергия — это энергия движения, потенциальная энергия — это запасенная энергия, что означает, что она имеет потенциал для движения, но в настоящее время находится в состоянии покоя.

Отличный пример кинетической и потенциальной энергии — лук и стрела.В отведенном назад лук обладает потенциальной энергией. При высвобождении потенциальная энергия передается стрелке, передавая ей кинетическую энергию. Сегодня мы сосредоточимся на энергии движения.

Какие пять примеров кинетической энергии?

источник

Для дальнейшего ответа на вопрос: «Что такое кинетическая энергия?» Прежде чем продолжить, давайте рассмотрим несколько основных примеров объектов с KE.

1. Автомобиль американских горок на спуске
2. Самолет в полете
3. Проточная река
4. Езда на велосипеде
5. Ветер

Эти примеры объектов с KE должны дать вам визуальный ориентир для упрощения концепции.Самолет в полете имеет высокую скорость и большую массу, что дает ему много KE. Напротив, у летающего насекомого относительно небольшое количество KE из-за его меньшей скорости и меньшей массы.

Интересный факт: в бильярде, когда биток сталкивается с неподвижным шаром, он полностью останавливается, передавая свой полный импульс и завершая KE. Это называется упругим столкновением. Неупругое столкновение будет, когда полный импульс сохраняется, но есть преобразование KE.

Каковы характеристики кинетической энергии?

Движение объекта, иногда называемого телом, производит кинетическую энергию. Это позволяет нам вносить изменения, связанные со скоростью. Вот еще несколько основных характеристик кинетической энергии:

Интересный факт: лорд Кельвин впервые использовал термин кинетическая энергия примерно в 1849 году, но концептуально KE восходит к временам Аристотеля.

Объект будет сохранять то же количество кинетической энергии, пока не замедлится или не ускорится.

Кинетическая энергия увеличивается со скоростью. Например, машина, едущая по дороге, имеет KE. При включении круиз-контроля KE автомобиля останется прежним. Когда транспортное средство ускоряется, увеличивается энергия тела, или кинетическая энергия.

Кинетическая энергия объекта больше, когда объект имеет большую массу.

Например, если автомобиль и грузовик движутся с одинаковой скоростью, грузовик будет обладать общей кинетической энергией, потому что он имеет большую массу, чем автомобиль.

Какие факторы влияют на кинетическую энергию?

источник

Ответ кроется в том, что мы прочитали выше: масса и скорость. Когда масса объекта удваивается, его кинетическая энергия удваивается. Однако, когда скорость объекта удваивается, его кинетическая энергия увеличивается в четыре раза.

Напротив, когда движущийся объект сталкивается с другим объектом, его KE передается. Это делает правило кинетической энергии: = 1/2 m v2, где m — масса объекта, а v — скорость или скорость, которую несет объект.

Каждый раз, когда вы знаете массу и скорость движущегося объекта, вы можете узнать, сколько у него кинетической энергии. Мы вернемся к этому позже для более подробного объяснения.

Может ли кинетическая энергия преобразовываться в альтернативные формы энергии?

источник

Да, кинетическая энергия может преобразовываться в альтернативные формы энергии, такие как тепло. Тепловая энергия также известна как тепловая энергия. Когда атомы и молекулы вещества вибрируют быстрее из-за повышения температуры, мы получаем тепловую энергию.Чуть позже мы поговорим об альтернативных формах энергии.

Интересный факт: кипячение воды в чайнике — отличный пример кинетической и тепловой энергии.

Какие типы кинетической энергии?

Мы знаем, что кинетическая и потенциальная энергия — это три основных типа энергии. Сделав еще один шаг вперед, мы узнаем, что существует три основных типа кинетической энергии:

1. Трансляционный
2. Вращающийся
3. Кинетическая энергия колебаний

Поступательная кинетическая энергия зависит от движения в пространстве

Примером может служить мяч, который свободно падает с крыши.Когда мяч продолжает падать прямо вниз, он обладает поступательной кинетической энергией.

Кинетическая энергия прямо пропорциональна массе объекта (m) и квадрату его скорости (v). Итак, правило для поступательной кинетической энергии тела, как упоминалось выше, составляет половину произведения массы объекта (1/2 м) на квадрат его скорости (v2).

Аккуратно записанное уравнение кинетической энергии, данное ньютоновской (классической) механикой:

KE = 1 / 2мв2

Однако это уравнение больше не действует, когда речь идет об объектах, движущихся со скоростью света.Почему? Потому что, когда вы имеете дело с чрезвычайно высокоскоростными частицами, значения становятся слишком маленькими. Здесь мы должны использовать законы относительности.

Релятивистская кинетическая энергия — это увеличение массы по сравнению с массой в состоянии покоя, умноженное на квадрат скорости света.

Кинетическая энергия вращения зависит от движения с центром на оси

Мы будем использовать тот же мяч, что и ранее, но на этот раз мяч скатывается по рампе, а не в свободном падении.Теперь у него есть кинетическая энергия вращения.

Для вращающегося объекта KE будет зависеть от угловой скорости объекта в радианах в секунду и момента инерции объекта. Угловая скорость — это скорость вращения. Момент инерции показывает, насколько легко изменить вращение объекта.

• Момент инерции (I) соответствует массе.
• Угловая скорость (ω) соответствует поступательной скорости.
• Кинетическая энергия вращения равна половине произведения момента инерции (I = кг ∙ м2) и квадрата угловой скорости (ω = радиан / с).

Что такое сохранение кинетической энергии в физике?

источник

Закон сохранения энергии гласит, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена; он просто меняет форму. Теперь мы знаем, что некоторые внешние силы, такие как трение и гравитация, со временем замедляют движение объекта, по-видимому, забирая его энергию. Однако эта энергия, которая считается утерянной, на самом деле появляется снова в другой форме и, по сути, всегда сохраняется.

Когда трение замедляет объект, KE превращается в тепло или тепловую энергию.В этой общей форме сохранение энергии относится к первому закону термодинамики, согласно которому энергия передается из одного места в другое и из одного состояния в другое.

Интересный факт: термодинамика зародилась, когда ученые работали над созданием и эксплуатацией паровых двигателей еще в 19 веке.

Какие формы кинетической энергии?

источник:

Мы знаем типы KE и как мы их используем в науке. Давайте теперь сделаем его более понятным, обсудив пять различных форм KE и то, как мы используем его в нашей повседневной жизни, особенно дома.Аббревиатура MELTS:

.

1. Механическая энергия

Механическая энергия — это энергия, которую мы можем видеть. Чем быстрее движется объект и чем больше у него масса, тем больше у него механической энергии и тем выше его способность выполнять работу. Один из примеров — когда шар для боулинга ударяется о булавку. Но что еще важнее, ветряная мельница может использовать энергию ветра, а плотина гидроэлектростанции может вырабатывать электричество из проточного источника воды.

2. Электроэнергетика

Электрическая энергия более известна как электричество.Мы получаем электричество, когда отрицательно заряженные электроны текут по цепи. Движение этих электронов приводит в действие наши повседневные устройства, такие как настольная лампа или сотовый телефон, подключенный к стене.

3. Световая энергия (или лучистая энергия)

Энергия света, форма электромагнитного излучения, относится к энергии, которая распространяется частицами или волнами. Это единственная форма энергии, видимая человеческим глазом. Очевидным примером лучистой энергии является тепло, которое мы получаем от солнца.Другие примеры — лампочки, тостер на кухне и рентгеновские лучи.

4. Тепловая энергия

Подобно лучистой энергии, мы можем ощущать тепловую энергию в виде тепла (да, тепло является мерой KE!). Однако тепловая энергия связана с уровнем активности атомов и молекул в объекте. Чем быстрее они двигаются, тем чаще сталкиваются друг с другом.

Отличные примеры тепловой энергии — приготовление пищи в духовке или запуск двигателя автомобиля. В другом примере прямо в названии упоминается тепловая энергия: геотермальная энергия — это возобновляемый ресурс, который мы используем для выработки электроэнергии для наших домов.

5. Звуковая энергия

Звуковая энергия генерируется за счет вибрации. Объект создает волны движения в среде, например в воде или воздухе. Достигнув барабанных перепонок, они начинают вибрировать, что дает нашему мозгу команду интерпретировать эту вибрацию как звук. Все, от самого громкого барабана до мельчайшего жужжания пчелы, создает вибрации, которые, в свою очередь, вызывают звук.

Каковы методы использования кинетической энергии? С какими проблемами мы сталкиваемся?

источник:

Сбор или очистка кинетической энергии накапливает и накапливает потерянную энергию для преобразования ее в электрическую.Позже эта энергия используется для питания небольшой электроники.

Источники включают возобновляемые источники энергии, такие как солнце, ветер, вода и геотермальное тепло. Однако мы также используем искусственные источники, генерируемые людьми, такие как ходьба, движение транспортных средств и вибрация системы.

Сбор KE из этих источников оказался сложной задачей. Физические структуры необходимы для захвата энергии. Электромеханический преобразователь также необходим для преобразования энергии в электричество. Было непросто найти подходящие материалы, которые удовлетворяли бы требованиям как крупных, так и небольших приложений.

Накладные расходы должны оставаться низкими, а используемые устройства должны быть энергоэффективными. Часто требуется, чтобы устройства были легкими и портативными. Эксперты считают, что ответ на повышение конверсии KE заключается в поиске новых материалов.

Мы начали хорошее начало с недорогих фотоэлектрических материалов, использующих солнечную энергию, и недавно улучшенных недорогих композитных турбинных лопаток для защиты от ветра.

Что такое кинетическая энергия? Теперь ты знаешь!

С объяснением кинетической энергии теперь вы знаете, что энергия движения является неотъемлемой частью нашей повседневной жизни.От тепловой энергии до электрической энергии мы полагаемся на кинетическую энергию во всем, в том числе в ведении устойчивого образа жизни.

Когда вы выбираете варианты экологически чистой энергии, положительное влияние, которое вы оказываете на окружающий вас мир, вызывает у вас радость навсегда. Кроме того, вы обнаружите, что потенциальная экономия тоже не так уж и плоха.

Принесено вам justenergy.com

Все изображения лицензированы Adobe Stock.
Рекомендуемое изображение:

Объяснение потенциальной и кинетической энергии

Вся энергия во Вселенной — это либо потенциальная энергия, либо кинетическая энергия.

Взаимодействие и определение этих двух энергий жизненно важны для нашего понимания мира вокруг нас. Давайте посмотрим на , что означает потенциальная и кинетическая энергия , взаимосвязь между ними и некоторые примеры каждого из них.

Что такое потенциальная и кинетическая энергия и в чем их разница?

Потенциальная энергия — это запасенная энергия . У объекта есть измеримое количество потенциальной энергии в зависимости от того, где он расположен и как он соотносится с другими объектами вокруг него — энергия положения. ^[1]

У яблока на полу очень мало потенциальной энергии. Поднимите его на вершину небоскреба, и внезапно в нем появится много потенциальной энергии. Он может упасть на землю под действием силы тяжести. Он также может взаимодействовать с другими объектами при спуске, например, ударить летающую птицу или приземлиться на крышу автомобиля и повредить ее.

Когда яблоко опускается, его потенциальная энергия становится кинетической энергией, то есть энергией движения. Кинетическая энергия — это энергия, которую человек или объект получает из-за своего движения — в этом примере — падающего яблока.Припаркованный велосипед на вершине холма обладает потенциальной энергией, которая становится кинетической, когда вы начинаете кататься на нем с горы.

Обе эти энергии измеряются в джоулях. Энергия никогда не разрушается и не теряется при переходе от потенциальной энергии к кинетической — она ​​просто преобразуется из одного типа энергии в другой. Это известно как закон сохранения энергии. ^[2]

Потенциальная энергия объекта не может быть передана другому объекту — вы не можете высосать потенциальную энергию из яблока на вершине небоскреба.Кинетическая энергия может передаваться, о чем свидетельствует кинетическая энергия падающего яблока, повреждающего автомобиль или сбивающего птицу.

Какая связь между потенциальной и кинетической энергией?

Связь между потенциальной энергией и кинетической энергией заключается в том, что потенциальная энергия может преобразовываться в кинетическую энергию.

Потенциальная энергия зависит от положения. Другими словами, он меняется в зависимости от высоты объекта или расстояния, а также массы объекта.Кинетическая энергия изменяется в зависимости от скорости и массы объекта.

Если мы подумаем о водопаде, то немного воды наверху водопада имеет потенциальную энергию. Он не двигается и не переступает порог. Вода, вытекающая из водопада, имеет кинетическую энергию. ^[3]

Маятник — отличный пример этой взаимосвязи. По мере того как маятник качается все выше и выше, его потенциальная энергия увеличивается, пока не достигнет оптимума в самой высокой точке качания.В верхней части дуги потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию, когда она возвращается вниз. ^[4]

Каковы примеры потенциальной энергии?

Существует двух основных типов потенциальной энергии: гравитационная потенциальная энергия и упругая потенциальная энергия.

Гравитационная сила Земли вызывает гравитационную потенциальную энергию. Когда человек прыгает с высокой доски для прыжков в воду, он приземляется с большой силой (и всплеском) в бассейн внизу.

Гравитация Земли использует гравитационную силу дайвера (его вес) для создания кинетической энергии (движения), которая приводит дайвера в бассейн. В верхней части трамплина мы можем говорить о потенциальной гравитационной энергии дайвера.

То же самое и с яблоками на деревьях, с велосипедами на вершине холма, с американскими горками, ожидающими спуска, и с парашютистом в самолете — все это примеры потенциала для выполнения определенного объема работы. ^[5]

Упругая потенциальная энергия возникает, когда вы что-то растягиваете или сжимаете.Оставленная на буфете резинка не имеет потенциальной энергии. Если вы поднимете его и растянете, вы увеличите его способность выполнять некоторую работу.

Если отпустить резинку, она может полететь по комнате или напугать кошку. Вы манипулировали резинкой, чтобы увеличить ее потенциальную энергию, которая затем высвобождалась в виде кинетической энергии при перемещении (движении) по комнате. Лучник, натягивающий лук и скручивающий пружину, — еще один пример потенциальной энергии. ^[6]

Особые варианты :

Определив основные типы энергии, мы можем рассмотреть более конкретные примеры и сделать вывод, имеют ли они кинетическую или потенциальную энергию.

Что такое потенциальная энергия электрона?

Атомы состоят из протонов, нейтронов и электронов. Атомы могут передавать потенциальную и кинетическую энергию.

У атома есть ядро, и электроны вращаются вокруг этого ядра, что является кинетической энергией. Предположим, мы прикладываем к атому энергию или давление. В этом случае увеличивается кинетическая энергия электронов, и они начинают двигаться быстрее. В конце концов электроны выпрыгивают на более широкую орбиту ядра.Этот электрон теперь накопил эту энергию, эту потенциальную энергию. ^[7]

В какой-то момент электрон высвободит эту потенциальную энергию, преобразуясь в кинетическую энергию, когда он вернется на свою предыдущую меньшую орбиту. Потенциальная энергия выделяется как видимый свет или тепло, оба типа кинетической энергии. ^[7]

Полная энергия электрона — это сумма его кинетической и потенциальной энергии. ^[8]

Для получения более подробной информации рассмотрите эту формулу ^[9] для вычисления потенциальной энергии электрона.

Кинетическая или потенциальная энергия аккумулятора?

Батареи — это форма потенциальной электрической энергии. Они производят электрическую энергию в результате химической реакции, которая происходит при разделении положительных и отрицательных зарядов. ^[10]

Когда вы включаете устройство с батарейным питанием, его потенциальные запасы химической и электрической энергии высвобождаются и становятся другими формами кинетической энергии. При включении карманный фонарик выделяет световую и тепловую энергию, форму кинетической энергии.Поющая и ездящая на велосипеде игрушечная обезьяна на батарейках на велосипеде будет вырабатывать механическую энергию, когда она движется по кругу, и звуковую энергию, когда поет свою песню. ^[11]

Батарея накапливает потенциальную энергию, которая преобразуется в кинетическую энергию. Батарея мобильного телефона, на которой вы, возможно, читаете это, накапливает потенциальную энергию и преобразует ее в кинетическую энергию (световую, тепловую), позволяя вашему телефону функционировать.

Электрическая энергия потенциальная или кинетическая?

Электрическая энергия может быть потенциальной или кинетической.Это результат протекания электрического заряда. Как уже говорилось, энергию можно рассматривать как работу, необходимую для перемещения объекта или воздействия на него силы. Для электрической энергии эта сила, энергия или «работа» представляет собой электрическое притяжение или отталкивание между заряженными частицами.

Электрический ток, о котором чаще всего говорят, возникает, когда эти заряженные частицы проходят через провод.

Подобно батарее, электрическая энергия часто является потенциальной энергией до тех пор, пока не будет приложена некоторая сила или пока не будет приложена сила, заставляющая заряженные частицы выполнять некоторую работу и превращаться в кинетическую энергию.Когда вы включаете свет дома, потенциальная энергия проходит по проводам и преобразуется в световую и тепловую энергию. ^[12]

Приятно думать о сбережении энергии и о том, как, например, возобновляемая энергия, такая как энергия ветра, берет энергию ветра и преобразует ее в полезную электрическую энергию для наших домов.

Является ли энергия звука потенциальной или кинетической?

Звуковая энергия имеет как потенциальную, так и кинетическую формы. Звуковая энергия выделяется вибрирующими объектами в форме волны. ^[13]

Прекрасным примером звуковой энергии является камертон. Когда он лежит на столе, он может создавать звуковую энергию, которая является потенциальной энергией. Когда вы ударяете по нему, он вибрирует и излучает звуковые волны. Эти волны колеблются и распространяются, что является кинетической энергией.

Звук в воде распространяется примерно в четыре раза быстрее, чем в воздухе. На уровне моря скорость звука составляет примерно 767 миль в час (1230 километров в час). ^[14]

Тепловая энергия потенциальная или кинетическая?

Тепловая энергия также называется тепловой энергией. Помните возбужденные электроны и атомы из прошлого? Тепловая энергия вырабатывается, когда эти атомы и молекулы движутся быстрее. Они двигаются быстрее из-за повышения температуры. ^[15]

Нам нужно оставаться на молекулярном уровне, чтобы понять, что тепловая энергия также является потенциальной и кинетической энергией.Всякая материя, состоящая из атомов и молекул, всегда движется. У них есть потенциальная энергия. Когда вещество нагревается, молекулы и атомы внутри движутся быстрее, сталкиваясь друг с другом и выделяя тепловую энергию в виде тепла. ^[15]

Представьте себе кипящий чайник. Молекулы воды движутся быстрее, когда вода нагревается, и это движение представляет собой кинетическую энергию. Когда вода закипает, движется ее пар. Тепловая энергия, выделяемая атомами и молекулами, дает кинетическую энергию.

Еще примеры включают тепло от электрического нагревателя или когда вы кладете пищу в духовку для выпекания; когда вы добавляете холодное молоко в горячий напиток, например чай, часть теплового тепла чая передается молоку. ^[16]

Является ли излучаемая энергия потенциальной или кинетической?

Лучистая энергия — это форма кинетической энергии. Это энергия электромагнитных волн, которые могут путешествовать в космосе.

Солнце — огромный источник лучистой энергии на Земле.Например, растения поглощают электромагнитные волны и посредством фотосинтеза производят себе пищу. Когда лучистая энергия солнца касается нашей кожи, волны заставляют молекулы нашей кожи двигаться быстрее, и мы чувствуем себя теплее. ^[17]

Мы можем видеть волны лучистой энергии как световую энергию — единственную форму энергии, которую может видеть человеческий глаз. Магнитные волны лучистой энергии также могут быть невидимыми, например, рентгеновские лучи и радиоволны. ^[18]

Вариации потенциальной энергии

Пришло время рассмотреть более конкретные примеры и названия различных типов энергии.

Есть шесть основных групп ^[19] , некоторые из которых мы уже рассмотрели:

• Атомная энергия; энергия, выделяемая при ядерном синтезе. ^[7]
• Механическая энергия; сумма потенциальной и кинетической энергии. ^[20]
• Химическая энергия; энергия, запасенная в соединениях и элементах. ^[21]

• Электроэнергия; потенциальная или кинетическая энергия, возникающая в результате протекания электрического заряда. ^[12]
• лучистая энергия; электромагнитные волны, путешествующие в космосе. ^[17]
• Энергия тепловая; тепло или тепловая энергия, производимая при повышении температуры. ^[15,19]

Мы учитываем ядерную и электрическую энергию, например, при выборе поставщиков электроэнергии для дома.

Что такое потенциальная химическая энергия?

Химическая потенциальная энергия в простейшей форме — это энергия, запасенная в соединениях и элементах.Эти элементы и соединения состоят из атомов и молекул, имеющих атомные связи. Химические процессы могут разорвать эти атомные связи, высвобождая потенциальную энергию атомных связей и обеспечивая энергию. ^[21]

Каждый день мы используем химическую потенциальную энергию пищи, чтобы дать энергию нашему телу. Мы едим пищу (соединение или элемент), а наша пищеварительная система (химический процесс) превращает потенциальную энергию пищи в химическую. Затем мы можем работать с этой энергией. ^[22]

Энергия сгорания делает что-то похожее на бензин. Химический процесс расщепляет сложную молекулу бензина на более мелкие молекулы (углекислый газ и вода). Выделяемая энергия производит тепло, которое питает движущийся автомобиль, причем движение автомобиля является кинетической энергией. ^[22]

Определить гравитационную потенциальную энергию

Два камня — один большой, один маленький — балансирующие на краю утеса высотой 100 футов — хороший способ подумать о потенциальной энергии гравитации.Эта потенциальная энергия определяется как энергия, которую объект удерживает относительно своего вертикального положения. Он увеличивается по мере увеличения либо высоты, либо массы объекта, либо и того, и другого. Это связано с гравитационным полем Земли. ^[23]

Назад к нашим скалам. Более крупный и тяжелый камень обладает большей потенциальной энергией, чем камень меньшего размера, поскольку масса объекта больше, чем камень меньшего размера. Давайте оттолкнем большой камень от края обрыва и превратим эту потенциальную энергию в кинетическую.Он останавливается в долине внизу и имеет очень мало потенциальной энергии. Наша меньшая скала теперь имеет больше потенциальной энергии, чем неподвижная большая скала, благодаря своему вертикальному положению.

Точно так же два одинаковых камня могут иметь разные уровни потенциальной энергии. Если один находится на высоте 100 футов, а другой — на высоте 500 футов, более высокий камень имеет больше потенциальной энергии, потому что он должен упасть дальше. [24]

Наука об энергии:

Принципы энергии, основанные на законах Ньютона, помогли нам понять мир вокруг нас, а также Вселенную.

Что такое потенциальная энергия в физике?

Потенциальная энергия — это запасенная или скрытая энергия в покоящемся объекте. Это фундамент для многих связанных с физикой концепций, потому что его законы верны на любом уровне, от планетарного до атомного.

Потенциальная энергия объекта поддается измерению. Его количество зависит от того, где расположен объект — его энергии положения — и массы объекта.

Многие объекты преобразуют свою потенциальную энергию в кинетическую.

Что такое потенциальная энергия в химии?

Потенциальная химическая энергия высвобождается, когда атомные связи, хранящиеся в соединениях и элементах, разрушаются в результате химических процессов. Эта химическая энергия затем используется другими способами, в так называемой работе . Энергия и работа, по сути, одно и то же — работа — это энергия в движении.

Что такое формула кинетической энергии и потенциальной энергии?

Потенциальная энергия, или работа, измеряется в джоулях, названа в честь Джеймса Прескотта Джоуля, английского математика, чья работа создала формулу об энергии и ее переносе. ^[25]

Джоуль записывается символом J в Международной системе единиц (СИ), а формула записывается так: ^[25]

м — масса нашего объекта ^[26]
h — высота нашего объекта ^[26]
g — ускорение свободного падения , постоянная по всей Земле ^[26]

Если мы поднимем наш объект с земли, чтобы передать ему потенциальную энергию, сила, которая заставит его ускориться по направлению к земле, называется величиной силы (F). Второй закон Ньютона равен F = мг. ^[26]

Что дает: Гравитационная потенциальная энергия = mgh ^[26]

Если мы поднимем в воздух человека весом 200 фунтов на 100 футов, его потенциальная энергия составит 27 116,36 джоулей. Попробуйте этот удобный калькулятор для расчета потенциальной энергии.

Кинетическая энергия объекта также измеряется в джоулях. Все, что движется, обладает кинетической энергией, но на то, сколько кинетической энергии имеет объект, влияют различные факторы.

Первый фактор — скорость. Если два одинаковых объекта движутся с разной скоростью, у более быстрого объекта больше кинетической энергии. Движущийся автомобиль, движущийся со скоростью 2 мили в час, имеет намного меньше кинетической энергии — энергии движения, — чем тот же автомобиль, движущийся со скоростью 100 миль в час.

Второй фактор — масса. Если два объекта движутся с одинаковой скоростью, но один из них имеет большую массу, более тяжелый объект имеет большую кинетическую энергию. Используя аналогию с автомобилем, велосипед, движущийся со скоростью 20 миль в час, имеет меньшую кинетическую энергию, чем мусорный контейнер, движущийся с той же скоростью.

Кинетическая энергия обозначается как E, Ek или KE. Это половина массы объекта, умноженная на квадрат его скорости. Таким образом, он пропорционален массе (м) и квадрату его скорости. Формула записывается: ^[27]

Кинетическая энергия: KE = ½ мв2

Если наш 200-фунтовый человек бежит со скоростью 8 миль в час, его кинетическая энергия составляет 580,15 джоулей.

Для получения дополнительной информации вы можете прочитать больше о формулах энергии.[28]

Это вся энергия, потенциально

Потенциальная и кинетическая энергия являются частью огромной энергии нашей Вселенной. Это разные формы энергии, но они тесно связаны и измеряются в одних и тех же единицах (джоулях).

Энергия никогда не теряется; он просто трансформируется в другие формы энергии. При выборе поставщика энергии полезно знать, откуда берется энергия и как она влияет на вашу повседневную жизнь. В конечном итоге это помогает нам понять окружающую среду и наше место во Вселенной.

Принесено вам amigoenergy.com

Источники:

1. Science Daily. Потенциальная энергия. https://www.sciencedaily.com/terms/potential_energy.htm. По состоянию на 9 ноября 2020 г.
   

2. Chemistry LibreTexts. Введение в кинетическую и потенциальную энергию. https://chem.libretexts.org/Courses/Sacramento_City_College/SCC%3A_Chem_309_-_General_Organic_and_Biochemistry_(Bennett)/Text/01._Measuring_Matter_and_Energy/1.03% 3A_Introduction_to_Kinetic_and_Potential_Energy. Обновлено 13 августа 2019 г. Проверено 9 ноября 2020 г.
   

3. Диффен. Кинетическая и потенциальная энергия. Https://www.diffen.com/difference/Kinetic_Energy_vs_Potential_Energy. Доступ 9 ноября 2020 г.
   

4. Узнайте, Альберта. ShowMe — Энергосбережение: маятник http://www.learnalberta.ca/content/sep20u/html/java/energy_cons_pendulum/applethelp/showme.html. Доступ 10 ноября 2020 г.
   

5. Физика Об.Примеры потенциальной энергии https://physicsabout.com/potential-energy/. Обновлено 9 июня 2020 г. Проверено 10 ноября 2020 г.
   

6. Солнечные школы. Потенциальная энергия. https://www.solarschools.net/knowledge-bank/energy/forms/potential. По состоянию на 10 ноября 2020 г.
   

7. Яркая буря. Кинетическая и потенциальная энергия атомов https://www.brightstorm.com/science/physics/heat-and-thermodynamics/kinetic-and-potential-energy-of-atoms/. Доступ 10 ноября 2020 г.
   

8. Форбс. Спросите Итана: что такое электрон https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2019/04/06/ask-ethan-what-is-an-electron/?sh=438a769a3b4d. Обновлено 6 апреля 2019 г. Проверено 10 ноября 2020 г.
   

9. Бостонский университет. Электрическая энергия и потенциал. https://physics.bu.edu/~duffy/py106/Potential.html. Обновлено 8 июля 1999 г. Проверено 12 ноября 2020 г.
   

10. Наука. Что такое потенциальная энергия? https: // наука.ru / what-is-потенциальная энергия-13712454.html. Обновлено 14 мая 2018 г. Проверено 10 ноября 2020 г.
    

11. Университет Висконсина. Блок 1: Что такое энергия? https://www.uwsp.edu/cnr-ap/KEEP/nres633/Pages/Unit1/Section-B-Two-Main-Forms-of-Energy.aspx. По состоянию на 10 ноября 2020 г.
    

12. ThoughtCo. Как работает электроэнергия? https://www.oughttco.com/electrical-energy-definition-and-examples-4119325. Обновлено 8 июня 2019 г. Проверено 10 ноября 2020 г.
    

13. Science Trends. Звуковая энергия: определение и примеры https://sciencetrends.com/sound-energy-definition-and-examples/. Обновлено 29 ноября 2018 г. Проверено 10 ноября 2020 г.
    

14. Science Kids. Звуковые факты. Https://www.sciencekids.co.nz/sciencefacts/sound.html. Обновлено 11 апреля 2020 г. Проверено 10 ноября 2020 г.
    

15. Государственные школы округа Лоудоун. Определение тепловой энергии. Https: // www.lcps.org/cms/lib/VA01000195/Centricity/Domain/3318/Thermal%20Energy.pdf. По состоянию на 10 ноября 2020 г.
    

16. Солнечные школы. Термальная энергия. https://www.solarschools.net/knowledge-bank/energy/types/thermal. По состоянию на 10 ноября 2020 г.
    

17. Солнечные школы. Энергия излучения. https://www.solarschools.net/knowledge-bank/energy/types/radiant#:~:text=Radiant%20energy%20is%20the%20energy,visible%20to%20the%20human%20eye. Доступ 10 ноября 2020 г.
    

18. Study.com: Что такое лучистая энергия? — Определение и примеры https://study.com/academy/lesson/what-is-radiant-energy-definition-examples.html. Обновлено 27 декабря 2012 г. Проверено 10 ноября 2020 г.
    

19. Центр глины. Подробнее об энергии. https://www.theclaycenter.org/wp-content/uploads/2016/10/Energy-Curriculum-Forms.pdf. Обновлено в октябре 2016 г. Проверено 5 ноября 2020 г.
    

20. Вселенная сегодня.Что такое механическая энергия. Https://www.universetoday.com/73598/what-is-mechanical-energy/. Обновлено 14 сентября 2010 г. Проверено 12 ноября 2020 г.
    

21. Cambridge Core. Химический потенциал и свободная энергия Гиббса https://www.cambridge.org/core/journals/mrs-bulletin/article/chemical-potential-and-gibbs-free-energy/2BACF973D95A697C947E741630951F46/core-reader. Обновлено 12 июля 2019 г. Проверено 10 ноября 2020 г.
    

22. Bodell MTCHS.Продовольственные магазины химической энергии. https://bodell.mtchs.org/OnlineBio/BIOCD/text/chapter7/concept7.2.html. По состоянию на 10 ноября 2020 г.
    

23. Обучение математике онлайн. Гравитационная потенциальная энергия https://www.onlinemathlearning.com/gravitational-potential-energy.html. По состоянию на 10 ноября 2020 г.
    

24. Солнечные школы. Потенциальная энергия. https://www.solarschools.net/knowledge-bank/energy/forms/potential. По состоянию на 2 ноября 2020 г.
    

25. АПС Физика.Июнь 1849 г .: Джеймс Прескотт Джоуль и механический эквивалент тепла. Https://www.aps.org/publications/apsnews/201506/physicshistory.cfm. Обновлено в июне 2015 г. Проверено 2 ноября 2020 г.
    

26. Наука. Как рассчитать потенциальную энергию. https://sciencing.com/calculate-potential-energy-4514673.html. Обновлено 30 октября 2016 г. Проверено 10 ноября 2020 г.
    

27. Xactly. Кинетическая энергия — это энергия движения https://xaktly.com/KineticEnergy.html. По состоянию на 10 ноября 2020 г.
    

28. Наука. Кинетическая и потенциальная энергия: в чем разница? https://sciencing.com/kinetic-and-potential-energy-what-is-the-difference-w-examples-13720801.html. Обновлено 5 декабря 2019 г. Проверено 12 ноября 2020 г.

Все изображения лицензированы Adobe Stock.
Рекомендуемое изображение:

Определение кинетической энергии | Учебный ресурс

Oxford Learner’s Dictionary определяет кинетическую энергию как «возникающую в результате движения или создаваемую им.«В этом руководстве мы разберем эту природную силу, чтобы вы могли ясно объяснить кинетическую энергию.

Мы посмотрим, как кинетическая энергия взаимодействует с другими формами энергии доступным и формирующим образом. Мы также разберем, как он влияет на нашу повседневную жизнь и как он определяет мир, каким мы его видим.

Кинетическая — это энергия движения или количество энергии, которое объект имеет при движении вокруг системы. Кинетическая энергия определяется массой объекта и его скоростью или скоростью, и она может передаваться от одного объекта к другому, например, во время столкновений.

Двухтонный припаркованный автомобиль обладает потенциальной энергией, потому что не движется. Чтобы заставить любой объект двигаться, нам нужно приложить силу. Применение силы требует от нас работы с объектом. Когда мы работаем с объектом, происходит передача энергии, и объект движется — это кинетическая энергия.

Давайте начнем перемещать нашу машину массой 4 409 фунтов (м) и приложим к ней силу, чтобы она достигла скорости 50 миль в час (скорость, или v). Сила — то есть переданная ему энергия или количество работы — известна как кинетическая энергия (KE).

Уравнение кинетической энергии для полной кинетической энергии: KE = ½ mv2

Скорость и масса влияют на количество кинетической энергии объекта. Мы можем определить, сколько кинетической энергии имеет объект, которая измеряется в Джоулях, с помощью этого калькулятора кинетической энергии.

Используя наш пример автомобиля и велосипеда, вот некоторые способы получения кинетической энергии (KE):

• У нашего автомобиля весом 4 409 фунтов, движущегося со скоростью 50 миль в час, показатель KE составляет 499 584 Джоулей.
• Если наша машина движется со скоростью 10 миль в час, ее показатель KE составляет 19 983 Джоулей.
• У 18-фунтового велосипеда, движущегося со скоростью 50 миль в час, показатель KE составляет 2040 Джоулей.
• Движущиеся объекты обладают кинетической энергией, которую можно измерить по их скорости и массе. Как вы можете видеть в описанной выше работе, кинетическая энергия объекта остается постоянной до тех пор, пока его скорость или масса не изменится.

Как уже упоминалось, кинетическая энергия может передаваться от одного объекта к другому.Если футбольный мяч ударится о лобовое стекло нашей машины, движущейся со скоростью 50 миль в час, часть энергии автомобиля (499 584 Дж) перейдет в футбольный мяч и заставит его отскочить. На скорости 10 миль в час мяч не будет отскакивать очень далеко, потому что у автомобиля меньше кинетической энергии (19 983 Дж) для передачи.

Второй закон Ньютона гласит, что сила равна массе, умноженной на ускорение: чем больше масса у объекта, тем больше силы нужно для его перемещения. Предположим, мы загружаем наш велосипед тяжелыми корзинами, заполненными цементом.Чтобы заставить велосипед с цементом двигаться со скоростью 10 миль в час, потребуется больше силы — в данном случае с использованием механической энергии для педалирования, — чем у того же велосипеда без контейнеров с цементом.

Что такое кинетическая энергия, из которой состоит энергия?

Кинетическая энергия — это энергия движения, а потенциальная энергия — вторая основная форма энергии. Между кинетической и потенциальной энергией существует тесная взаимосвязь.

Энергия не может быть уничтожена по закону сохранения энергии; он может быть преобразован только из одной формы энергии в другую.

Йо-йо или маятник — отличный способ продемонстрировать взаимосвязь между кинетической и потенциальной энергией. Йо-йо, которое лежит у вас в руке, имеет запасенную потенциальную энергию. Когда вы бросаете йо-йо, эта накопленная энергия превращается в кинетическую энергию, потому что оно движется. Когда вы снова ловите йо-йо и держите его, кинетическая энергия снова превращается в потенциальную. При качании маятника используется тот же принцип.

Каковы характеристики KE?

источник

Кинетика происходит от греческого слова «кинезис», что означает движение. Кинетическая энергия может проявляться во многих формах, от ветра до электричества, и включает в себя такие движения, как вибрация и вращение. Его можно перемещать в любом направлении.

Как мы видели, кинетическая энергия увеличивается при увеличении массы и / или скорости, а KE остается неизменным, если объект не ускоряется или не замедляется. Есть два основных типа кинетической энергии: поступательная кинетическая энергия и вращательная кинетическая энергия.

Поступательная кинетическая энергия объекта — это работа, необходимая для перевода его из положения покоя на желаемую скорость.(Например, перемещение нашего припаркованного автомобиля со скоростью 50 миль в час.) Трансляционный в этом смысле означает перемещение нашего объекта из одной точки в другую по линейному пути. Стационарный биток в бильярде после удара кием игрока и движения по столу обладает поступательной кинетической энергией.

Кинетическая энергия вращения зависит от движения с центром на оси. Если вы играете в бильярд достаточно хорошо или недостаточно хорошо, биток, по которому вы ударяете, попадет в другой бильярдный шар, и оба шара начнут двигаться. Некоторая часть кинетической энергии битка превращается в звуковую энергию, когда шары щелкают вместе.Некоторая энергия теряется в виде тепловой энергии. Часть кинетической энергии битка передается второму бильярдному шару. Также передается некоторая энергия в виде кинетической энергии вращения. После столкновения бильярдные шары вращаются вокруг своей оси, называемой угловой скоростью, и удаляются друг от друга.

Шары также проходят через момент инерции, то есть измерение сопротивления тела изменению его вращательного движения. Оба бильярдных шара требуют определенного количества энергии для вращения.

Луна, вращающаяся вокруг Земли, и Земля, вращающаяся вокруг Солнца, являются примерами вращательной кинетической энергии. Наши велосипеды и автомобили преобразуют кинетическую энергию вращения колес в поступательную кинетическую энергию, создавая линейное движение, которое заставляет транспортное средство двигаться.

В чем измеряется кинетическая энергия?

Кинетическая энергия (E, Ek или KE) движущегося объекта измеряется в Джоулях (Дж). Он меняется в зависимости от скорости (v) и массы; m означает массу в формуле ниже.Масса и скорость являются скалярными величинами, потому что их можно описать только числовыми значениями.

Кинетическая энергия пропорциональна массе (м) и квадрату его скорости. Формула:

Кинетическая энергия: KE = ½ мв2

Что такое 5 примеров кинетической энергии es?

Существует пять основных типов кинетической энергии: лучистая, тепловая, звуковая, электрическая и механическая.

Лучистая энергия — это ультрафиолетовый свет и гамма-лучи, которые постоянно перемещаются во Вселенной.Звуковая энергия — это кинетическая энергия в форме вибраций и шума, например, при ударе в барабаны.

У американских горок больше кинетической энергии, когда они движутся по рельсам. Когда он начинает подниматься обратно, двигаясь медленнее, у него меньше кинетической энергии. Поднимаясь вверх, американские горки работают против гравитационной потенциальной энергии, которая является энергией положения. Чем выше поднимаются американские горки, тем больше гравитационной потенциальной энергии они приобретают и тем быстрее движутся.Он также будет иметь больше кинетической энергии при спуске.

У самолета мало кинетической энергии при ожидании на взлетно-посадочной полосе. После полета он обладает большим количеством кинетической энергии в виде механической энергии из-за его массивного тела, летящего с огромной скоростью.

Электрическая энергия поступает от электронов, движущихся для производства электричества; именно это движение превращает электрическую энергию в кинетическую. Когда вы включаете свет, электрический ток движется от стены к лампочке, создавая световую энергию.Включение света не означает, что электричество движется со скоростью света; это медленнее, потому что сопротивление кабеля замедляет электричество.

Электроплиты работают аналогично. После подключения к розетке и включения электричество перемещается в нагревательные катушки и превращается в тепловую энергию, вызывая нагрев катушек на плите. Затем это тепло передается кастрюлям и сковородам, чтобы мы могли готовить.

Автомобильный аккумулятор — отличный пример кинетической энергии как химической энергии.С батареей устанавливается цепь, которая запускает химическую реакцию в батарее. Реакция заставляет электроны двигаться в электрическом токе, передавая электрическую энергию в цепи автомобиля.

Является ли тепловая кинетическая энергия?

источник

Да, тепло кинетическое. Тепловая энергия — это еще одно название тепловой энергии. Он кинетический из-за постоянного движения атомов и молекул объекта. У объектов есть температура, и они могут передавать тепло другому объекту через эти движущиеся атомы и молекулы.

Объекты часто подвергаются реакции, например, пропускают электрическую энергию в наши печи, чтобы изменить температуру. Эту более высокую температуру (на плите) можно затем придать кастрюле благодаря усиленному движению атомов и молекул.

Термодинамика другая. Термодинамика рассматривает связь между тепловой энергией и работой — например, как двигатель автомобиля превращает тепло в движение и механическую энергию.

Кинетическая энергия вентилятора?

Да.Лопасти вентилятора движутся, а энергия движения — это кинетическая энергия. Вентилятор подключен к электросети, и электрическая энергия (кинетическая) проходит в его двигатель, преобразуя электрическую энергию в кинетическую энергию путем вращения лопастей.

Каковы примеры кинетической энергии дома?

Есть много примеров кинетической энергии дома, от того, как кто-то стучит в вашу дверь (звуковая энергия), до того, как кто-то включает свет (электрическая энергия). Когда кто-то ходит по дому, это кинетическая энергия тела.Если вы откроете кран, проточная вода будет иметь кинетическую энергию, как и баскетбольный мяч, если вы стреляете в обруч во дворе.

Какие формы кинетической энергии?

Рассмотрим пять основных типов кинетической энергии:

• Сияющий
• Тепловой
• Звук
• Электрооборудование
• Механический

Лучистая энергия окружает нас в виде ультрафиолетовых лучей, даже в вашем доме.Если вы не хотите, чтобы они там были, что ж, есть внешние силы, которые мы не можем контролировать.

Тепловая энергия бывает теплой и холодной. Предположим, вы кладете лед в стакан с водой. В этом случае температура термальной воды выше, чем температура льда, который затем тает и снижает температуру воды.

Вентилятор, о котором мы упоминали ранее, издает слабый жужжащий звук; это звуковая энергия, вызванная вибрацией. Он также использует электрическую энергию при включении, и нажатие этого переключателя является механической энергией.

Какие факторы влияют на кинетическую энергию?

На кинетическую энергию влияют два фактора: масса и скорость. Объект сохраняет свою кинетическую энергию, если эти два элемента не меняются. При увеличении или уменьшении массы или скорости изменяется кинетическая энергия объекта.

Кинетическая энергия растет пропорционально скорости; это означает, что когда масса объекта удваивается, увеличивается и его кинетическая энергия.

Когда вы удваиваете скорость объекта, это приводит к четырехкратному увеличению его кинетической энергии.Предположим, вы думаете о двух одинаковых автомобилях, скорость одной из которых в два раза превышает скорость другой. В этом случае более быстрой машине требуется в четыре раза больше расстояния для остановки, чем более медленной, при условии равных тормозных сил. Если переключиться на ускорение, требуется в четыре раза больше работы, чтобы удвоить скорость более быстрого автомобиля.

Что такое кинетическая энергия в химии?

Кинетическая энергия в химии такая же, как и в физике — энергия, которой обладает объект во время движения.

Химическая энергия — это энергия, хранящаяся в атомах и связях. Как только цепь установлена, автомобильный аккумулятор производит химическую реакцию, которая производит кинетическую энергию в виде электричества. Горение дерева вызывает химическую реакцию, которая превращает ее химическую энергию в тепловую.

Люди проводят химические реакции с едой, которую мы едим. Наш желудок разрушает его атомы и связи, чтобы создать механическую энергию для питания нашего тела.

Каковы методы использования кинетической энергии?

источник

Некоторые из наиболее известных методов использования кинетической энергии относятся к области возобновляемых источников энергии.

Люди веками использовали ветер, чтобы приводить в действие все, от ветряных мельниц до парусников. В 21 веке наше отношение к ветру распространяется и на строительство ветряных электростанций, которые будут обеспечивать электричеством наши дома и предприятия. Кинетическая энергия ветра приводит в движение лопасти ветряных турбин, которые вращают генератор, вырабатывающий электричество.

Кинетическое движение воды приводит в движение аналогичные генераторы на гидроэлектростанциях, а пар — на геотермальных электростанциях.Другой пример — использование солнечных батарей для улавливания солнечных лучей. Фотоны Солнца выталкивают электроны из атомов, чтобы создать электричество.

В чем проблема с пытается использовать кинетическую энергию?

Движущиеся объекты довольно сложно остановить, что затрудняет использование их кинетической энергии. Попробуйте остановить движущуюся машину или летящий самолет, и проблемы станут очевидными.

Те, которые мы можем использовать, например ветровые и солнечные, не всегда надежны.Ветреные дни отлично подходят для выработки энергии, но могут сменяться спокойными, когда ветряные турбины не работают. Солнечные летние дни идеально подходят для солнечной энергии, но не так много длинных, темных и пасмурных зимних дней. Что такое сохранение кинетической энергии?

Кинетическая энергия может сохраняться при так называемых столкновениях. Следует учитывать два типа: неупругие столкновения и упругие столкновения.

Начнем с наиболее часто встречающегося типа — неупругого столкновения. Неупругое столкновение происходит, когда два объекта сталкиваются, и некоторая энергия теряется.Импульс продолжается, но некоторая кинетическая энергия исчезает.

Примеры включают подпрыгивание мяча, который не поднимается вверх до начальной точки. Или возьмем две машины, которые сбивают друг друга: некоторая кинетическая энергия теряется, когда оба автомобиля замедляются и останавливаются. Совершенно неупругое столкновение происходит, когда весь импульс теряется, например, при ударе грязью о стену.

При упругом столкновении вся кинетическая энергия остается прежней. Представьте припаркованную машину на ровной дороге без тормозов.А теперь допустим, что в припаркованную машину врезается более тяжелый фургон. В качестве аргумента скажем, что в момент удара фургон имел кинетическую энергию в 60 000 Джоулей.

Автомобиль движется после аварии, имея, скажем, 45 000 Джоулей кинетической энергии. Фургон теперь движется медленнее, с кинетической энергией 15 000 Джоулей; исходные 60 000 Джоулей кинетической энергии остаются прежними. Упругое столкновение — это когда полная кинетическая энергия двух тел остается неизменной после столкновения.

Какое правило кинетической энергии?

Кинетическая энергия — это энергия, которую объект несет из-за своего движения. Это объем работы, необходимый для ускорения объекта из положения покоя до заданной скорости.

Что дальше Что касается кинетической энергии?

Мы можем определить энергию движущихся объектов благодаря кинетической энергии. Это полезная энергия для людей. Мы можем использовать кинетическую энергию с помощью возобновляемых источников энергии, парусных лодок и многого другого. Теперь, когда у нас есть более четкое представление о кинетической энергии, мы можем видеть, насколько сильно она влияет на нашу повседневную жизнь от включения света до охлаждения летом. Объясняя кинетическую энергию, мы можем оценить, как эта сила природы улучшает нашу жизнь.

Получено от amigoenergy

Все изображения лицензированы Adobe Stock.
Рекомендуемое изображение:

видов энергии | Введение в химию

Цель обучения

• Различия между видами энергии

---

Ключевые моменты

• Все организмы используют разные формы энергии для обеспечения своих биологических процессов, необходимых для их роста и выживания.
• Кинетическая энергия — это энергия, связанная с движущимися объектами.
• Потенциальная энергия — это тип энергии, связанный со способностью объекта выполнять работу.
• Химическая энергия — это тип энергии, высвобождающейся при разрыве химических связей, который может использоваться для метаболических процессов.

---

Условия

• химическая энергия Чистая потенциальная энергия, выделяемая или поглощаемая в ходе химической реакции.
• потенциальная энергия: Энергия, которой обладает объект из-за его положения (в гравитационном или электрическом поле) или его состояния (в виде растянутой или сжатой пружины, в качестве химического реагента или благодаря наличию массы покоя).
• кинетическая энергия (kinetic energy): Энергия, которой обладает объект из-за его движения, равная половине массы тела, умноженной на квадрат его скорости.

---

Энергия — это свойство объектов, которое может быть передано другим объектам или преобразовано в другие формы, но не может быть создано или уничтожено. Организмы используют энергию, чтобы выжить, расти, реагировать на раздражители, воспроизводиться и для всех типов биологических процессов. Потенциальная энергия, хранящаяся в молекулах, может быть преобразована в химическую энергию, которая в конечном итоге может быть преобразована в кинетическую энергию, позволяющую организму двигаться.В конце концов, большая часть энергии, используемой организмами, преобразуется в тепло и рассеивается.

Кинетическая энергия

Энергия, связанная с движущимися объектами, называется кинетической энергией. Например, когда самолет находится в полете, он очень быстро движется по воздуху, выполняя работу по изменению своего окружения. Реактивные двигатели преобразуют потенциальную энергию топлива в кинетическую энергию движения. Крушащий шар может нанести большой урон даже при медленном движении.Однако все еще разрушающийся шар не может выполнять никакой работы и, следовательно, не имеет кинетической энергии. Ускоряющаяся пуля, идущий человек, быстрое движение молекул в воздухе, выделяющих тепло, и электромагнитное излучение, такое как солнечный свет, — все они обладают кинетической энергией.

Потенциальная энергия

Что, если тот же самый неподвижный шар для разрушения поднять на два этажа над автомобилем с краном? Если подвешенный шар для разрушения не движется, связана ли с ним энергия? Да, разрушающий шар обладает энергией, потому что разрушающий шар может выполнять свою работу.Эта форма энергии называется потенциальной энергией, потому что объект может выполнять работу в данном состоянии.

Объекты переносят свою энергию между потенциальным и кинетическим состояниями. Поскольку разрушающий шар неподвижно висит, он имеет кинетическую энергию [latex] \ text {0%} [/ latex] и [latex] \ text {100%} [/ latex]. Как только мяч выпущен, его кинетическая энергия увеличивается по мере того, как мяч набирает скорость. В то же время мяч теряет потенциальную энергию при приближении к земле. Другие примеры потенциальной энергии включают энергию воды, удерживаемой за плотиной, или человека, который собирается прыгнуть с парашютом из самолета.

Зависимость потенциальной энергии от кинетической Вода за плотиной имеет потенциальную энергию. Движущаяся вода, например, в водопаде или быстро текущей реке, обладает кинетической энергией.

Химическая энергия

Потенциальная энергия связана не только с расположением материи, но и со структурой материи. Пружина на земле обладает потенциальной энергией, если она сжата, как и натянутая резинка. Тот же принцип применим к молекулам. На химическом уровне связи, которые удерживают атомы молекул вместе, обладают потенциальной энергией.Этот тип потенциальной энергии называется химической энергией, и, как и вся потенциальная энергия, ее можно использовать для выполнения работы.

Например, химическая энергия содержится в молекулах бензина, которые используются в автомобилях. Когда газ воспламеняется в двигателе, связи в его молекулах разрываются, и выделяемая энергия используется для приведения в движение поршней. Потенциальная энергия, хранящаяся в химических связях, может использоваться для выполнения работы для биологических процессов. Различные метаболические процессы разрушают органические молекулы, чтобы высвободить энергию для роста и выживания организма.

Химическая энергия Молекулы бензина (октановое число, указанная химическая формула) содержат химическую энергию. Эта энергия преобразуется в кинетическую энергию, которая позволяет автомобилю мчаться по гоночной трассе.

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Работа, энергия и сила

Кинетическая энергия — это энергия движения.Объект, который движется — будь то вертикальное или горизонтальное движение — обладает кинетической энергией. Есть много форм кинетической энергии — колебательная (энергия, обусловленная колебательным движением), вращательная (энергия, обусловленная вращательным движением) и поступательная (энергия, обусловленная движением из одного места в другое). Чтобы не усложнять задачу, мы сосредоточимся на поступательной кинетической энергии. Количество поступательной кинетической энергии (далее фраза кинетическая энергия будет относиться к поступательной кинетической энергии), которую имеет объект, зависит от двух переменных: массы (m) объекта и скорости (v) объекта.Следующее уравнение используется для представления кинетической энергии (KE) объекта.

KE = 0,5 • м • v ²

где м = масса объекта

v = скорость объекта

Это уравнение показывает, что кинетическая энергия объекта прямо пропорциональна квадрату его скорости. Это означает, что при двукратном увеличении скорости кинетическая энергия увеличится в четыре раза.При трехкратном увеличении скорости кинетическая энергия увеличится в девять раз. А при четырехкратном увеличении скорости кинетическая энергия увеличится в шестнадцать раз. Кинетическая энергия зависит от квадрата скорости. Как часто говорят, уравнение — это не просто рецепт решения алгебраических задач, но и руководство к размышлениям о взаимосвязи между величинами.

Кинетическая энергия — скалярная величина; у него нет направления. В отличие от скорости, ускорения, силы и количества движения, кинетическая энергия объекта полностью описывается только величиной.2.

1 Джоуль = 1 кг • м ² / с ²

Мы хотели бы предложить … Как скорость автомобиля (и, следовательно, его кинетическая энергия) влияет на расстояние, которое потребуется для его торможения до остановки? Взаимодействуйте, исследуйте и узнавайте ответ на этот вопрос с помощью нашей интерактивной программы «Тормозное расстояние». Вы можете найти его в разделе Physics Interactives на нашем сайте.Интерактивная система «Тормозное расстояние» позволяет учащемуся исследовать влияние скорости на тормозной путь игрушечной машины.

Проверьте свое понимание

Используйте свое понимание кинетической энергии, чтобы ответить на следующие вопросы. Затем нажмите кнопку, чтобы просмотреть ответы.

1. Определите кинетическую энергию автомобиля американских горок массой 625 кг, движущегося со скоростью 18.3 м / с.

2. Если бы американские горки в описанной выше задаче двигались с удвоенной скоростью, какова была бы его новая кинетическая энергия?

3. Мисси Дьюотер, бывшая ныряльщица с платформы цирка братьев Ринглинг, имела кинетическую энергию 12 000 Дж незадолго до того, как попала в ведро с водой. Если масса Мисси 40 кг, то какова ее скорость?

4.