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 | |
I en berg- och dalbana omvandlas potentiell energi till kinetisk energi i nedförsbackarna. I uppförsbackar omvandlas kinetisk energi till potentiell energi. | |
Grundläggande | |
---|---|
Definition | Det mekaniska arbete som krävs för att reducera dess hastighet till noll. |
Storhetssymbol(er) | KE, Ek eller T |
Härledningar från andra storheter | Ek = ½mv2 Ek = Et+Er |
Enheter | |
SI-enhet | J |
Den kinetiska energin för en punktformig kropp med massan m och hastigheten v är
Då 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
redigeraGiltigheten 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
redigeraDen 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
redigeraFör 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
redigeraKällor
redigera- ^ ”Kurs elektricitet – Ugglans Fysik”. https://fysik.ugglansno.se/kurs-elektricitet/. Läst 11 mars 2023.
Externa länkar
redigera- Wikimedia Commons har media som rör Kinetisk energi.