La Kinetička energija je energija povezana sa kretanjem i potencijalna energija je energija povezana sa pozicijom u sistemu. Uopšteno govoreći, energija predstavlja sposobnost objekta ili sistema da obavlja rad. Postoje dvije osnovne vrste energije: kinetička i potencijalna. Bilo koji drugi oblik energije izveden je iz ova dva, ili je kombinacija oba. Na primjer, the mehanička energija To je zbir kinetičke energije i potencijalne energije sistema.
U ovom članku ćemo proučiti sve što trebate znati o kinetičkoj energiji i potencijalnoj energiji, kako funkcioniraju, njihovim karakteristikama, primjerima i vrstama. Osim toga, naučit ćete kako ova dva oblika energije međusobno djeluju i transformiraju se u različitim okolnostima.
kinetička i potencijalna energija
Kinetička energija
Kinetička energija je energija povezana s kretanjem objekata. Sve što se kreće ima kinetičku energiju, a njena količina zavisi od dva glavna faktora: mase objekta i njegove brzine. Što je veća masa ili što je veća njena brzina, veća je kinetička energija.
U međunarodnom sistemu (SI), kinetička energija se mjeri u džuli (J). U matematičkom smislu, formula za izračunavanje je:
Ec = 1/2 m * v^2,
gde:
- m je masa objekta u kilogramima (kg).
- v je brzina objekta u metrima u sekundi (m/s).
Odnosno Kinetička energija je proporcionalna masi objekta i kvadratu njegove brzine. To znači da povećanje brzine ima veći učinak na kinetičku energiju nego povećanje mase.
Primjeri kinetičke energije
- kuglanje: Kada osoba baci loptu, ona dobija kinetičku energiju. Količina energije ovisi o brzini i težini lopte.
- Vjetar: Vetar je vazduh u pokretu. Kinetička energija vjetra može se pretvoriti u električnu energiju pomoću vjetroturbina.
- Heat: Toplotna energija je mikroskopski oblik kinetičke energije, gdje se čestice sistema kreću na molekularnom nivou kada se zagriju.
Potencijalna energija
Potencijalna energija, za razliku od kinetičke, je energija pohranjena u objektu zbog njegovog položaja ili konfiguracije. Ova energija je "latentna" sve dok se ne oslobodi kroz neku vrstu interakcije kao što je pad, istezanje opruge ili električno pražnjenje.
Kao i kinetička energija, potencijalna energija se također mjeri u džulima (J). Jedan od najčešćih oblika potencijalne energije je gravitaciona potencijalna energija, što je povezano sa visinom objekta u gravitacionom polju.
Formula za izračunavanje gravitacione potencijalne energije je:
Ep = mgh,
gde:
- m je masa objekta u kilogramima.
- g je ubrzanje zbog gravitacije (9,8 m/s² na Zemlji).
- h je visina u metrima.
Primjeri potencijalne energije
- Istegnuta ili stisnuta opruga: Opruga pohranjuje elastičnu potencijalnu energiju. Kada se opruga otpusti, potencijalna energija se pretvara u kinetičku energiju.
- brane: Voda uskladištena u brani ima gravitacionu potencijalnu energiju. To se pretvara u kinetičku energiju kada voda pada i vrti turbine kako bi proizvela električnu energiju.
- Luk i strijela: Elastična potencijalna energija se pohranjuje kada se navuče luk. Kada pustite tetivu, ova energija se pretvara u kinetičku energiju koja pokreće strelicu.
Kako djeluje kinetička energija?
Da bi predmet stekao kretanje, a time i kinetičku energiju, potrebno je primijeniti a spoljna sila. Što je više sile i vremena primijenjeno, veća je njegova brzina, a time i veća kinetička energija. Isto tako, ako je masa tijela veća, ono će imati veću kinetičku energiju u odnosu na manje tijelo koje se kreće istom brzinom.
Važna karakteristika kinetičke energije je da može transfer sa jednog tela na drugo. Na primjer, kada se automobil u pokretu sudari s drugim automobilom, dio njegove kinetičke energije se prenosi na drugi automobil, što može uzrokovati i njegovo kretanje.
Karakteristike kinetičke energije
- To je manifestacija energije povezane s kretanjem.
- Može se prenositi sa jednog objekta na drugi.
- Možete se transformisati u druge oblike energije, kao npr toplotna energija kada dođe do trenja.
- Njegova veličina ovisi o masi i brzini objekta.
La zbir kinetičke i potencijalne energije sistema je ono što je poznato kao mehanička energija. Obje vrste energije mogu se pretvarati jedna u drugu, u zavisnosti od uslova sistema.
Vrste potencijalne energije
gravitaciona potencijalna energija
La gravitaciona potencijalna energija To je energija koju objekat ima zbog svoje visine u gravitacionom polju. Što je veća visina objekta, veća je i njegova gravitaciona potencijalna energija.
Klasičan primjer je onaj a tobogan. Kada je voz na vrhu, ima veliku količinu potencijalne energije. Kako se spušta, ova energija se pretvara u kinetičku energiju.
elastična potencijalna energija
La elastična potencijalna energija To je energija pohranjena u predmetima koji se mogu rastegnuti ili stisnuti, kao što su opruga ili gumena traka. Kada se napetost oslobodi, ova energija se brzo pretvara u kinetičku energiju.
hemijska potencijalna energija
La hemijska potencijalna energija Pohranjuje se u vezama molekula i atoma. Ova energija se oslobađa tokom hemijske reakcije, kao što je kada sagorevamo fosilna goriva ili kada ljudsko telo koristi glukozu za proizvodnju energije.
elektrostatička potencijalna energija
U oblasti električne energije, elektrostatička potencijalna energija je energija pohranjena u električno nabijenim česticama zbog njihovog položaja u električnom polju. Ova energija se može pretvoriti u druge vrste, kao što je svjetlosna ili toplinska energija, kao što se događa u električnim krugovima.
Kinetička i potencijalna energija su fundamentalne za razumijevanje kako fizički svijet funkcionira. Zahvaljujući interakciji između ove dvije vrste energije možemo objasniti različite pojave poput leta aviona, toka rijeke ili čak rada automobila.