Energia cinetică: concept

Energia cinetică este, prin definiție, o valoare egală cu jumătate din masa corpului în mișcare, înmulțită cu pătratul vitezei acestui corp. Acesta este unul dintre cei mai importanți termeni ai mecanicii moderne. Pentru a pune pe scurt, este energia mișcării, sau diferența dintre energia totală și energia de odihnă. Totuși, esența ei nu este pe deplin înțeleasă în știința modernă.

Energia cinetică (din grupul Kinema - mișcare) a unui corp într-o stare este zero. Adesea, această valoare este asociată nu numai cu masa și viteza. Deci, conform unei definiții, energia cinetică este o lucrare făcută la o anumită viteză. Se măsoară în jouli.

Energia cinetică a unui sistem este o cantitate care este strâns legată de viteza fiecăruia dintre punctele sale.

Se consideră atât în ​​mișcarea de translație cât și în mișcarea de rotație. Primul caz a fost deja explicat în detaliu mai sus, aceasta este jumătate din masa unui obiect înmulțit cu viteza sa într-un pătrat. Iar energia cinetică a rotației corpului este reprezentată ca suma energiilor cinetice ale fiecăruia dintre volumele elementare ale unui corp dat. Sau ca valoarea momentului de inerție înmulțit cu pătratul vitezei unghiulare împărțit la doi.

Să presupunem că există un corp solid care face mișcare în jurul axei fix, trecând prin el. Acest obiect poate fi împărțit în volume elementare mici, fiecare având masa elementară. În jurul axei fixe, corpul luat în considerare face mișcări. Fiecare dintre volumele elementare descrie un cerc cu raza corespunzătoare. aceeași viteză unghiulară rotația lor. Și, prin urmare, energia cinetică a unui corp dat este suma energiilor cinetice ale tuturor volumelor sale elementare care se mișcă în jurul axei. O versiune simplificată a acestei formule este jumătate din produsul pătratului vitezei unghiulare și momentului de inerție.

În unele cazuri, energia cinetică este suma energiei translaționale și a celei de rotație. De exemplu, culisante fără alunecare pe un cilindru înclinat. Mergând înainte, el efectuează mișcare înainte, Cu toate acestea, în acest sens, se mișcă și în jurul axei sale.

Una dintre componentele energiei cinetice de rotație este moment de inerție, despre care mai sus și a spus. Aceasta depinde de greutatea totală a corpului, precum și de distribuția acestuia în raport cu axa de rotație. Ce este asta? Aceasta este o măsură a inerției de mișcare în jurul axei, la fel ca în mișcarea progresivă, măsura inerției este masă. Aceasta este o cantitate foarte importantă. Cu cât este mai mare momentul inerției, cu atât este mai dificil să aduci corpul într-o stare de rotație. Viteza unghiulară caracterizează viteza cu care solidul se mișcă în jurul axei sale. Unitatea de măsură este rad / s. Viteza unghiulară este raportul dintre unghiul de rotație și intervalul de timp pe care acest unghi trece prin obiectul rotativ.

Teorema privind energia cinetică poate fi formulată aproximativ în felul următor: lucrarea unei forțe, rezultatul aplicată unui anumit corp, este echivalentă cu o schimbare a energiei cinetice a unui corp dat.