Κινητική ενέργεια

Η ενέργεια που κατέχει ένα αντικείμενο λόγω της κίνησής του ονομάζεται κινητική ενέργεια. Αυτό σημαίνει ότι όταν ένα αντικείμενο επιταχύνει, η ενέργεια που αποκτά ονομάζεται κινητική ενέργεια. Αυτή η ενέργεια παραμένει σταθερή εκτός εάν αλλάξει η ταχύτητα του αντικειμένου. Ένα αντικείμενο που επιβραδύνεται από την τρέχουσα ταχύτητά του σε ηρεμία κάνει εξίσου μεγάλη δουλειά με ένα αντικείμενο που επιταχύνει. Πρέπει να ασκήσουμε δύναμη για να θέσουμε σε κίνηση ή να επιταχύνουμε ένα αντικείμενο και χρειάζεται ενέργεια για να ασκήσουμε δύναμη σε ένα αντικείμενο. Αυτή η μεταφορά ενέργειας είναι παρόμοια με τη μεταφορά μιας ουσίας από ένα αντικείμενο σε άλλο.

Επισκόπηση της κινητικής ενέργειας

Η κινητική ενέργεια ενός αντικειμένου που κινείται, είτε κινείται κάθετα είτε οριζόντια, μπορεί να μετρηθεί.

Η ποσότητα της κινητικής ενέργειας που διαθέτει ένα αντικείμενο καθορίζεται από δύο μεταβλητές – 

1. μάζα του αντικειμένου (m);
2. ταχύτητα του εν λόγω αντικειμένου (v)

Η εξίσωση που υποδεικνύεται παρακάτω αντιπροσωπεύει την κινητική ενέργεια (KE) μέσα σε ένα αντικείμενο –

KE =½ x m x v2

Εδώ,
v =ταχύτητα του αντικειμένου
m =μάζα του αντικειμένου

Έτσι, η κινητική ενέργεια (KE) ενός αντικειμένου ορίζεται από την κλασική μηχανική ως το μισό της μάζας διαιρούμενο με το τετράγωνο της ταχύτητάς του.

Το Joule είναι η τυπική μετρική μονάδα μέτρησης για την κινητική ενέργεια.

Χαρακτηριστικά της κινητικής ενέργειας 

Η κινητική ενέργεια είναι η ενέργεια που διαθέτει ένα αντικείμενο λόγω της φύσης της κίνησής του. Δεν υπάρχει κινητική ενέργεια σε ένα ακίνητο αντικείμενο.

• Η κινητική ενέργεια δεν μπορεί ποτέ να είναι αρνητική. μπορεί να είναι μόνο μηδέν ή θετικό σε κάθε δεδομένη στιγμή. Επειδή η μάζα είναι πάντα θετική και το τετράγωνο οποιουδήποτε πραγματικού αριθμού είναι πάντα θετικό, προκύπτει ότι η κινητική ενέργεια θα είναι επίσης πάντα θετική σε όλες τις περιπτώσεις.
• Η εργασία που γίνεται, από την άλλη πλευρά, μπορεί να είναι αρνητική, όπως στην περίπτωση μιας δύναμης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να επιβραδύνει την κίνηση ενός αντικειμένου. Μπορεί επίσης να συμβεί αρνητική αλλαγή στην κινητική ενέργεια. Ωστόσο, αυτό θα σήμαινε απλώς ότι το αντικείμενο χάνει κινητική ενέργεια αντί να την αποκτά. Ακόμα κι αν όλες οι τιμές ήταν αρνητικές, το συνολικό KE θα εξακολουθούσε να είναι θετικό.
• Αν και σχετίζονται, η κινητική ενέργεια και η ταχύτητα δεν είναι τα ίδια πράγματα. Η ταχύτητα επηρεάζει την κινητική ενέργεια, αλλά δεν είναι το ίδιο πράγμα με την ίδια την κινητική ενέργεια.

Σημασία της κινητικής ενέργειας 

Μία από τις πιο βασικές ιδιότητες της κινητικής ενέργειας είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτέλεση εργασιών. Ως εργασία ορίζεται η εφαρμογή δύναμης σε ένα αντικείμενο προς την κατεύθυνση της κίνησης. Η εργασία και η ενέργεια συνδέονται τόσο στενά που μπορεί να θεωρηθούν ως εναλλάξιμοι όροι.

Παραδείγματα κινητικής ενέργειας 

Η κινητική ενέργεια δημιουργείται από την κίνηση ενός αντικειμένου και μπορεί να περιγραφεί ως η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την επιτάχυνση ή την επιβράδυνση ενός αντικειμένου για ένα δεδομένο χρονικό διάστημα. Είναι παρόν σε κάθε πράγμα που μπορεί να κινηθεί προς οποιαδήποτε κατεύθυνση.

Ακολουθούν μερικά από τα παραδείγματα κινητικής ενέργειας:

• Όλα τα κινούμενα αυτοκίνητα στο δρόμο έχουν κινητική ενέργεια. Εάν επρόκειτο να συγκρίνετε την κινητική ενέργεια ενός αυτοκινήτου και ενός φορτηγού που ταξιδεύει με την ίδια ταχύτητα κατά μήκος του δρόμου, το φορτηγό θα είχε υψηλότερο επίπεδο κινητικής ενέργειας λόγω της μεγαλύτερης μάζας του. Η κινητική ενέργεια ενός κινούμενου πράγματος είναι ανάλογη με τη μάζα του αντικειμένου.
• Όταν ένα αεροπλάνο βρίσκεται σε κίνηση, παράγει σημαντική ποσότητα κινητικής ενέργειας. Αυτό συμβαίνει γιατί το αεροπλάνο έχει τεράστια μάζα και ταξιδεύει με πολύ γρήγορο ρυθμό επιτάχυνσης.
• Το χτύπημα ενός καρφιού με ένα σφυρί είναι μια άλλη απεικόνιση της μεταφοράς της κινητικής ενέργειας. Το σφυρί είναι ένα εργαλείο που λειτουργεί μετατρέποντας τη μηχανική ενέργεια σε δύναμη. Ως αποτέλεσμα, μεταδίδοντας μια μορφή κίνησης (κινητικής) ενέργειας στο νύχι με το σφυρί, μπορεί να εκτελέσει εργασίες στην επιφάνειά του.

Συμπέρασμα 

Η κινητική ενέργεια εξηγείται ότι είναι η ενέργεια που αποθηκεύεται στην κίνηση μιας μάζας. Αναφέρεται στην ενέργεια που έχει ένα αντικείμενο ως αποτέλεσμα της κίνησής του. Μία από τις πιο βασικές ιδιότητες της κινητικής ενέργειας είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτέλεση εργασιών, και έτσι βρίσκει τη χρήση της στις καθημερινές λειτουργίες.