κινητική και δυναμική ενέργεια

Η κινητική ενέργεια είναι η ενέργεια που σχετίζεται με την κίνηση και η δυναμική ενέργεια είναι η ενέργεια που σχετίζεται με τη θέση σε ένα σύστημα. Γενικά, ενέργεια είναι η ικανότητα να κάνεις δουλειά. Τόσο η κινητική όσο και η δυναμική ενέργεια αντιπροσωπεύουν τους δύο βασικούς τύπους υπάρχουσας ενέργειας. Οποιαδήποτε άλλη ενέργεια είναι μια διαφορετική εκδοχή δυναμικής ενέργειας ή κινητικής ενέργειας ή συνδυασμός και των δύο. Για παράδειγμα, η μηχανική ενέργεια είναι ένας συνδυασμός κινητική και δυναμική ενέργεια.

Σε αυτό το άρθρο σας λέμε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για την κινητική και δυναμική ενέργεια, τα χαρακτηριστικά και τα παραδείγματά της.

κινητική και δυναμική ενέργεια

Κινητική ενέργεια

Η κινητική ενέργεια είναι ο τύπος ενέργειας που σχετίζεται με την κίνηση. Κάθε τι που κινείται έχει κινητική ενέργεια. Στο Διεθνές Σύστημα (SI), η μονάδα κινητικής ενέργειας είναι η jouje (J), η οποία είναι η ίδια μονάδα με το έργο. Ένα τζάουλ ισούται με 1 kg.m2/s2. Υπάρχουν πολλά παραδείγματα χρήσης της κινητικής ενέργειας στην καθημερινή ζωή.

• Μπόουλινγκ: Το μπόουλινγκ είναι ένα άτομο που ρίχνει μια μπάλα 3-7 κιλών για να γκρεμίσει 10 καρφίτσες, η οποία βασίζεται στην κινητική ενέργεια που μεταφέρει η μπάλα, η οποία εξαρτάται από τη μάζα και την ταχύτητα της μπάλας.
• Άνεμος: Ο άνεμος δεν είναι τίποτα άλλο από αέρας σε κίνηση. Η κινητική ενέργεια της κίνησης του αέρα μπορεί να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας ανεμογεννήτριες.
• Θερμική ενέργεια: Η θερμική ενέργεια είναι η κινητική ενέργεια που σχετίζεται με τη μικροσκοπική κίνηση των σωματιδίων σε ένα σύστημα. Όταν θερμαίνουμε νερό ή οποιοδήποτε άλλο αντικείμενο, προσθέτουμε κινητική ενέργεια μέσω της μεταφοράς θερμότητας.

Κινητική ενέργεια

Η δυναμική ενέργεια είναι ο τύπος ενέργειας που σχετίζεται με τη σχετική θέση μέσα σε ένα σύστημα, δηλαδή τη θέση ενός αντικειμένου σε σχέση με ένα άλλο. Δύο ξεχωριστοί μαγνήτες έχουν δυναμική ενέργεια μεταξύ τους. Στο SI, η μονάδα δυναμικής ενέργειας είναι jouje (J), όπως και η κινητική ενέργεια. Ένα τζάουλ ισούται με 1 kg.m2/s2.

Πολλές από τις πηγές που χρησιμοποιούμε για ενέργεια εξαρτώνται από τη δυνητική ενέργεια.

• Ενέργεια που αποθηκεύεται στα φράγματα: Το νερό που αποθηκεύεται σε μια υπερυψωμένη δεξαμενή, όπως ένα φράγμα, έχει βαρυτική δυναμική ενέργεια. Όταν το νερό πέφτει, μετατρέπει τη δυναμική ενέργεια σε κινητική ενέργεια ικανή να κάνει εργασίες σε στρόβιλους που βρίσκονται στο κάτω μέρος του φράγματος. Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από αυτές τις τουρμπίνες διανέμεται στο τοπικό δίκτυο διανομής.
• Πηγές: Όταν ένα ελατήριο τεντώνεται ή συμπιέζεται, αποθηκεύει ένα ορισμένο ποσό ενέργειας με τη μορφή ελαστικής δυναμικής ενέργειας. Όταν απελευθερώνεται το ελατήριο, η αποθηκευμένη δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια.
• Τόξο και βέλος: Ένα τόξο και ένα βέλος είναι ένα παράδειγμα του πώς η ελαστική δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια. Όταν το κορδόνι τεντώνεται, η εργασία που γίνεται αποθηκεύεται στην τεντωμένη χορδή ως δυναμική ενέργεια. Όταν χαλαρώνετε τη χορδή, η δυναμική ενέργεια της χορδής μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια, η οποία στη συνέχεια μεταφέρεται στο βέλος.
• Electricidad: Ο ηλεκτρισμός είναι μια μορφή δυναμικής ενέργειας που καθορίζεται από τη θέση των φορτίων σε ένα σύστημα (το ηλεκτρικό πεδίο).

Πώς λειτουργεί η κινητική ενέργεια;

Όταν ένα αντικείμενο βρίσκεται σε κίνηση είναι επειδή έχει κινητική ενέργεια. Αν συγκρουστεί με άλλο αντικείμενο, μπορεί να του μεταφέρει αυτή την ενέργεια, άρα κινείται και το δεύτερο αντικείμενο. Για να αποκτήσει ένα αντικείμενο κίνηση ή κινητική ενέργεια, πρέπει να ασκηθεί έργο ή δύναμη σε αυτό.

Όσο περισσότερο ασκείται η δύναμη, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα που επιτυγχάνει το κινούμενο αντικείμενο και η κινητική του ενέργεια. Η μάζα σχετίζεται επίσης με την ενέργεια της κίνησης. Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα του σώματος, τόσο μεγαλύτερη είναι η κινητική ενέργεια. Μπορεί εύκολα να μετατραπεί σε θερμότητα ή σε άλλα είδη ενέργειας.

Μεταξύ των χαρακτηριστικών της κινητικής ενέργειας έχουμε:

• Είναι μια από τις εκδηλώσεις της ενέργειας.
• Μπορεί να μεταφερθεί από το ένα σώμα στο άλλο.
• Μπορεί να μετατραπεί σε άλλο είδος ενέργειας, για παράδειγμα, σε θερμική ενέργεια.
• Πρέπει να εφαρμόσετε δύναμη για να ξεκινήσετε την κίνηση.
• Εξαρτάται από την ταχύτητα και τη μάζα του σώματος.

Το άθροισμα της κινητικής και της δυναμικής ενέργειας παράγει μηχανική ενέργεια (ενέργεια που συσχετίζει τη θέση ενός αντικειμένου με την κίνησή του). Οπως ειπώθηκε νωρίτερα, Η δυναμική αναφέρεται στην κίνηση. Το δυναμικό αναφέρεται στην ποσότητα ενέργειας που αποθηκεύεται στο σώμα σε κατάσταση ηρεμίας.

Επομένως, η δυναμική ενέργεια θα εξαρτηθεί από τη θέση του αντικειμένου ή του συστήματος σε σχέση με το πεδίο δύναμης που το περιβάλλει. Η κινητική ενέργεια εξαρτάται από την κίνηση ενός αντικειμένου.

Τύποι πιθανής ενέργειας

βαρυτική δυναμική ενέργεια

Η βαρυτική δυναμική ενέργεια ορίζεται ως η ενέργεια που κατέχει ένα τεράστιο αντικείμενο όταν βυθίζεται σε ένα βαρυτικό πεδίο. Τα βαρυτικά πεδία δημιουργούνται γύρω από πολύ ογκώδη αντικείμενα, όπως οι μάζες των πλανητών και του ήλιου.

Για παράδειγμα, ένα τρενάκι του λούνα παρκ έχει την υψηλότερη δυναμική ενέργεια στο υψηλότερο σημείο του λόγω της βύθισής του στο βαρυτικό πεδίο της Γης. Μόλις το αυτοκίνητο πέσει και χάσει ύψος, η δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια.

ελαστική δυναμική ενέργεια

Η ελαστική δυναμική ενέργεια σχετίζεται με τις ελαστικές ιδιότητες μιας ουσίας, δηλαδή την τάση της να επανέρχεται στο αρχικό της σχήμα αφού υποβληθεί σε δύναμη παραμόρφωσης μεγαλύτερη από την αντίστασή της. Ένα προφανές παράδειγμα ελαστικής ενέργειας είναι η ενέργεια που κατέχει ένα ελατήριο, το οποίο διαστέλλεται ή συστέλλεται λόγω εξωτερικής δύναμης και επιστρέφει στην αρχική του θέση όταν η εξωτερική δύναμη δεν εφαρμόζεται πλέον.

Ένα άλλο παράδειγμα είναι το σύστημα τόξου και βέλους, όταν το τόξο τραβιέται με ελαστικές ίνες, η ελαστική δυναμική ενέργεια φτάνει στο μέγιστο, κάμπτοντας ελαφρά το ξύλο, αλλά η ταχύτητα παραμένει μηδενική. Την επόμενη στιγμή, η δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια και το βέλος εκτοξεύεται με πλήρη ταχύτητα.

χημική δυναμική ενέργεια

Η χημική δυναμική ενέργεια είναι η ενέργεια που αποθηκεύεται στους χημικούς δεσμούς των ατόμων και των μορίων. Ένα παράδειγμα είναι η γλυκόζη στο σώμα μας, η οποία αποθηκεύει χημική δυναμική ενέργεια που το σώμα μας μετατρέπει (μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται μεταβολισμός) σε θερμική ενέργεια για τη διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματος.

Το ίδιο ισχύει και για τα ορυκτά καύσιμα (υδρογονάνθρακες) στη δεξαμενή αερίου ενός αυτοκινήτου. Η χημική δυναμική ενέργεια που αποθηκεύεται στους χημικούς δεσμούς της βενζίνης μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια που τροφοδοτεί το όχημα.

ηλεκτροστατική δυναμική ενέργεια

Στην ηλεκτρική ενέργεια ισχύει και η έννοια της δυνητικής ενέργειας, η οποία μπορεί να μετατραπεί σε άλλες μορφές ενέργειας, όπως π.χ. κινητική, θερμική ή ελαφριά, δεδομένης της τεράστιας ευελιξίας του ηλεκτρομαγνητισμού. Σε αυτή την περίπτωση, η ενέργεια προέρχεται από την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται από τα φορτισμένα σωματίδια.

Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για την κινητική και τη δυνητική ενέργεια.