Kinetisk energi (av grekiska κίνησις kinesis, ”rörelse”, och ἐνέργεια energeia, ”arbete”), eller rörelseenergi för en kropp, är det mekaniska arbete som krävs för att reducera dess hastighet till noll. Kan även relateras till mekanisk energi.

Kinetisk energi
Luna Park Melbourne scenic railway.jpg
I en berg- och dalbana omvandlas potentiell energi till kinetisk energi i nedförsbackarna. I uppförsbackar omvandlas kinetisk energi till potentiell energi.
Grundläggande
DefinitionDet mekaniska arbete som krävs för att reducera dess hastighet till noll.
Storhetssymbol(er)KE, Ek eller T
Härledningar från andra storheterEk = ½mv2
Ek = Et+Er
Enheter
SI-enhetJ

Den kinetiska energin för en punktformig kropp med massan m och hastigheten v är

rörelsemängden är kan vi också skriva

Detta är ett resultat som gäller inom den klassiska mekaniken, det vill säga för hastigheter mycket mindre än ljusets hastighet.

Den totala kinetiska energin är bevarad i en elastisk stöt, ett specialfall av energiprincipen. Energiprincipen säger att energi kan inte skapas eller förstöras utan bara omvandlas. Det innebär att om någon form av energi används försvinner den inte utan omvandlas bara till något annat. så därför går en boll som jag släpper över från rörelseenergi till värmeenergi (det händer för den saktas in av molekylerna i luften och då skapas det friktion och bollen blir varmare)[1]

Kinetisk energi inom klassisk mekanik

redigera

Giltigheten för den klassiska mekaniken omfattar de hastigheter som är avsevärt lägre än ljusets hastighet. Inom klassisk mekanik kan man beräkna rörelseenergin genom att ställa upp sambandet (kraften multiplicerad med vägen)

 

och sedan beräkna integralen

 

Detta är ett generellt resultat som gäller oberoende av den verkande kraftens natur.

Den uppmätta hastigheten för en kropp beror av den relativa rörelsen mellan observatören och kroppen. Rörelseenergin för en kropp är alltså beroende av den referensram i vilken hastigheten mäts.

Rotationsenergi

redigera

Den kinetiska energin för en kropp som roterar kring en axel genom dess tyngdpunkt med rotationshastigheten  , bestäms av sambandet

 

där   är kroppens tröghetsmoment.

Kinetisk energi vid relativistiska hastigheter

redigera
Detta avsnitt är en sammanfattning av Relativitetsteori.
 
  som funktion av  

För att bestämma den kinetiska energin för hastigheter nära ljusets hastighet, krävs ett relativistiskt samband för den totala energin:

 

det vill säga

 

där   är vilomassan och den relativistiska massan är

 

Genom till exempel taylorutveckling av   och med antagandet att  , går det att visa att formeln approximerar det klassiska uttrycket, det vill säga

 

Se även

redigera

Källor

redigera

Externa länkar

redigera