kinetička i potencijalna energija

Kinetička energija je energija povezana s kretanjem, a potencijalna energija je energija povezana s položajem u sistemu. Uopšteno govoreći, energija je sposobnost obavljanja posla. I kinetička i potencijalna energija predstavljaju dvije osnovne vrste postojeće energije. Svaka druga energija je drugačija verzija potencijalne energije ili kinetičke energije ili kombinacija oboje. Na primjer, mehanička energija je kombinacija kinetička i potencijalna energija.

U ovom članku ćemo vam reći sve što trebate znati o kinetičkoj i potencijalnoj energiji, njenim karakteristikama i primjerima.

kinetička i potencijalna energija

Kinetička energija

Kinetička energija je vrsta energije povezana s kretanjem. Sve što se kreće ima kinetičku energiju. U međunarodnom sistemu (SI), jedinica kinetičke energije je jouje (J), što je ista jedinica kao rad. Jedan džul je jednak 1 kg.m2/s2. Mnogo je primjera upotrebe kinetičke energije u svakodnevnom životu.

• kuglanje: Kuglanje je osoba koja baca lopticu od 3-7 kg kako bi srušila 10 čunjeva, što se zasniva na kinetičkoj energiji koju loptica nosi, a koja zavisi od mase i brzine lopte.
• Vjetar: Vjetar nije ništa više od zraka u pokretu. Kinetička energija kretanja zraka može se pretvoriti u električnu energiju pomoću vjetroturbina.
• toplotna energija: Toplotna energija je kinetička energija povezana sa mikroskopskim kretanjem čestica u sistemu. Kada zagrijavamo vodu ili bilo koji drugi predmet, dodajemo kinetičku energiju prijenosom topline.

Kinetička energija

Potencijalna energija je vrsta energije koja se odnosi na relativni položaj unutar sistema, odnosno položaj jednog objekta u odnosu na drugi. Dva odvojena magneta imaju potencijalnu energiju u odnosu jedan na drugi. U SI, jedinica potencijalne energije je jouje (J), kao i kinetička energija. Jedan džul je jednak 1 kg.m2/s2.

Mnogi od izvora energije koje koristimo zavise od potencijalne energije.

• Energija pohranjena u branama: Voda pohranjena u povišenom rezervoaru, kao što je brana, ima gravitacionu potencijalnu energiju. Kada voda pada, ona pretvara potencijalnu energiju u kinetičku energiju sposobnu da obavlja rad u turbinama koje se nalaze na dnu brane. Električna energija koju proizvode ove turbine distribuira se u lokalnu distributivnu mrežu.
• opruge: Kada je opruga rastegnuta ili stisnuta, ona pohranjuje određenu količinu energije u obliku elastične potencijalne energije. Kada se opruga otpusti, pohranjena potencijalna energija se pretvara u kinetičku energiju.
• Luk i strijela: Luk i strijela su primjer kako se elastična potencijalna energija pretvara u kinetičku energiju. Kada je tetiva nategnuta, obavljeni rad se pohranjuje u nategnutoj tetivi kao potencijalna energija. Kada olabavite tetivu, potencijalna energija žice se pretvara u kinetičku energiju, koja se zatim prenosi na strelicu.
• Električna energija: Električna energija je oblik potencijalne energije koja je određena lokacijom naelektrisanja u sistemu (električno polje).

Kako djeluje kinetička energija?

Kada je predmet u pokretu, to je zato što ima kinetičku energiju. Ako se sudari sa drugim objektom, može prenijeti tu energiju na njega, tako da se i drugi objekt kreće. Da bi predmet stekao kretanje ili kinetičku energiju, na njega se mora primijeniti rad ili sila.

Što se sila duže primjenjuje, veća je brzina koju postiže pokretni objekt i njegova kinetička energija. Masa je takođe povezana sa energijom kretanja. Što je veća masa tijela, veća je i kinetička energija. Može se lako pretvoriti u toplinu ili druge vrste energije.

Među karakteristikama kinetičke energije imamo:

• To je jedna od manifestacija energije.
• Može se prenositi s jednog tijela na drugo.
• Može se pretvoriti u drugu vrstu energije, na primjer, u toplinsku energiju.
• Morate primijeniti silu da biste pokrenuli kretanje.
• Zavisi od brzine i mase tijela.

Zbir kinetičke i potencijalne energije proizvodi mehaničku energiju (energija koja povezuje položaj objekta s njegovim kretanjem). Kao što je ranije spomenuto, dinamika se odnosi na kretanje. Potencijal se odnosi na količinu energije pohranjene u tijelu u stanju mirovanja.

Stoga će potencijalna energija zavisiti od položaja objekta ili sistema u odnosu na polje sile koje ga okružuje. Kinetička energija ovisi o kretanju objekta.

Vrste potencijalne energije

gravitaciona potencijalna energija

Gravitaciona potencijalna energija se definiše kao energija koju poseduje masivni objekat kada je uronjen u gravitaciono polje. Oko veoma masivnih objekata stvaraju se gravitaciona polja, poput mase planeta i sunca.

Na primjer, roller coaster ima najveću potencijalnu energiju na najvišoj tački zbog svog uranjanja u Zemljino gravitacijsko polje. Kada automobil padne i izgubi visinu, potencijalna energija se pretvara u kinetičku energiju.

elastična potencijalna energija

Elastična potencijalna energija povezana je s elastičnim svojstvima tvari, odnosno njenom tendencijom da se vrati u prvobitni oblik nakon što je podvrgnuta sili deformacije većoj od njenog otpora. Očigledan primjer elastične energije je energija koju posjeduje opruga, koja se zbog vanjske sile širi ili skuplja i vraća u prvobitni položaj kada se vanjska sila više ne primjenjuje.

Drugi primjer je sistem luka i strijele, kada se luk vuče elastičnim vlaknima, elastična potencijalna energija dostiže maksimum, lagano savijajući drvo, ali brzina ostaje nula. U sljedećem trenutku, potencijalna energija se pretvara u kinetičku energiju i strelica izbija punom brzinom.

hemijska potencijalna energija

Hemijska potencijalna energija je energija pohranjena u hemijskim vezama atoma i molekula. Primjer je glukoza u našem tijelu, koja skladišti hemijsku potencijalnu energiju koju naše tijelo pretvara (putem procesa koji se naziva metabolizam) u toplinsku energiju za održavanje tjelesne temperature.

Isto važi i za fosilna goriva (ugljovodonike) u rezervoaru za gas automobila. Hemijska potencijalna energija pohranjena u hemijskim vezama benzina pretvara se u mehaničku energiju koja pokreće vozilo.

elektrostatička potencijalna energija

U elektricitetu se također primjenjuje koncept potencijalne energije, koja se može pretvoriti u druge oblike energije, kao npr. kinetičke, termalne ili svjetlosne, s obzirom na ogromnu svestranost elektromagnetizma. U ovom slučaju, energija dolazi od jačine električnog polja koje stvaraju nabijene čestice.

Nadam se da uz ove informacije možete saznati više o kinetičkoj i potencijalnoj energiji.