Кинетическая энергия. Формула. Определение. Описание
Кинетическая энергия. Формула. Определение. Описание
Кинетическая энергия тела представляет собой скалярную физическую величину равную произведению массы тела на квадрат его скорости деленную пополам.
m – Масса тела.
V – Скорость движения тела.
Кинетическая энергия это энергия движения тела. Как видно из формулы она зависит от массы тела и что немаловажно от квадрата его скорости. Кинетическая энергия покоящегося тела равна нулю. Если в формулу подставить ноль в числитель, то и энергия получится, равна нулю. Кинетическая энергия является частью полной энергии тела или системы тел. И она зависит от выбора системы отсчета. Так как в зависимости от того какую мы выберем систему отсчета будет зависеть скорость движения тела.
Представьте себе, что поезд движется по рельсам так вот если систему отсчета выбрать связанной с поверхностью земли, то состав обладает некоторой скоростью и соответственно энергией. Если же систему отсчета
поместить внутрь вагона то поезд покоится, таким образом, кинетической энергией он не обладает.
Теперь рассмотрим такую ситуацию. Состав находится на платформе. Относительно земли он покоится и не обладает кинетической энергией. Далее локомотив прилагает некоторую силу, чтобы разогнать состав до крейсерской скорости. Положим, что это сила постоянна. На крейсерской скорости состав обладает некоторой кинетической энергией, так как он движется. При этом направление приложения силы, а также перемещение состава и положительное направление системы отсчета совпадают.
Как мы договорились, сила прилагаемая локомотивом постоянна. До выхода на постоянную скорость состав двигался равноускорено и прошёл некоторый путь. То есть, можно посчитать какую механическую работу совершил локомотив.
Таким образом, мы получаем, что изменение кинетической энергии за определенный интервал времени равно работе совершаемой силой над телом. Кроме этого в нашем случае начальная энергия тела равна нулю. Выходи что, работа необходимая для разгона тела до определенной скорости, численно ровна кинетической энергии.
Формула 2 – Механическая работа.
Ek2 – конечная кинетическая энергия.
Ek1 – начальная кинетическая энергия.
Кинетическая энергия измеряется в тех же единицах что и работа. То есть Джоулях. Напомним что один джоуль это сила в один ньютон затраченная на перемещение тела на один метр. Заметим также, что если на тело действуют несколько сил одновременно, то энергия тела будет завесить от суммы работ совершаемых этими силами.