Кинетична енергия: концепция

Кинетичната енергия по дефиниция е равна на половината от масата на движещото се тяло, умножена по квадрата на скоростта на това тяло. Това е един от най-важните термини в съвременната механика. Накратко, това е енергията на движението или разликата в общата енергия и остатъчната енергия. И все пак нейната същност не е напълно разбрана в съвременната наука.

Кинетична енергия (от групата Kinema - движение) на тялото в състояние е нула. Често тази стойност се свързва не само с масата и скоростта. Така че, според една дефиниция, кинетичната енергия е работа, извършена с определена скорост. Измерва се в джаули.

Кинетичната енергия на системата е количество, тясно свързано със скоростта на всяка от нейните точки.

Счита се както за движението на транслацията, така и за ротационното движение. Първият случай вече е обяснен подробно по-горе, това е половината от масата на обект, умножен по скоростта му в квадрат. А кинетичната енергия на въртенето на тялото се представя като сума от кинетичните енергии на всеки от елементарните обеми на дадено тяло. Или като стойността на момента на инерция, умножена по квадрата на ъгловата скорост, разделена на две.

Да предположим, че има някакво твърдо тяло, което прави движение около оста фиксиран, преминаващ през него. Този обект може да бъде разделен на малки елементарни обеми, всеки от които има своята елементарна маса. Около неподвижната ос разглежданото тяло прави движения. Всеки от елементарните обеми описва кръг със съответния радиус. едни и същи ъглова скорост тяхното въртене. И затова кинетичната енергия на дадено тяло е сумата от кинетичните енергии на всичките му елементарни обеми, движещи се около оста. Опростена версия на тази формула е половината от произведението на квадрата на ъгловата скорост и инерционния момент.

В някои случаи кинетичната енергия е сумата на транслационната и ротационната енергия. Например плъзгане без приплъзване върху наклонен цилиндър. Придвижвайки се напред, той изпълнява напред, При това обаче също се движи около оста си.

Един от компонентите на кинетичната енергия на въртене е момент на инерция, за които по-горе и казах. Това зависи от общото телесно тегло, както и от разпределението му по отношение на оста на въртене. Какво е това? Това е мярка за инерцията на движението около оста, точно както в прогресивното движение мярката за инерция е масово. Това е много важно количество. Колкото е по-голям моментът на инерцията, толкова по-трудно е тялото да се върти в състояние на ротация. Ъгловата скорост характеризира скоростта, с която твърдото се движи около оста си. Единицата на измерване е rad / s. Ъгловата скорост е съотношението на ъгъла на въртене към интервала от време, през който този ъгъл преминава през въртящия се обект.

Теоремата за кинетичната енергия може да бъде формулирана приблизително така: работата на сила, резултатът, приложена върху конкретно тяло, е еквивалентна на промяна в кинетичната енергия на дадено тяло.