kineettistä ja potentiaalista energiaa

ero kineettisessä ja potentiaalisessa energiassa

Kineettinen energia on energiaa, joka liittyy liikkeeseen ja potentiaalienergia on energiaa, joka liittyy asemaan järjestelmässä. Yleisesti ottaen energia on kykyä tehdä työtä. Sekä liike- että potentiaalienergia edustavat olemassa olevan energian kahta perustyyppiä. Mikä tahansa muu energia on erilainen versio potentiaalienergiasta tai liike-energiasta tai näiden yhdistelmästä. Esimerkiksi mekaaninen energia on yhdistelmä kineettistä ja potentiaalista energiaa.

Tässä artikkelissa kerromme sinulle kaiken, mitä sinun tulee tietää liike- ja potentiaalienergiasta, sen ominaisuuksista ja esimerkeistä.

kineettistä ja potentiaalista energiaa

kineettistä ja potentiaalista energiaa

Kineettinen energia

Kineettinen energia on liikkeeseen liittyvää energiaa. Kaikella, mikä liikkuu, on kineettistä energiaa. Kansainvälisessä järjestelmässä (SI) liike-energian yksikkö on jouje (J), joka on sama yksikkö kuin työ. Yksi joule on 1 kg.m2/s2. Kineettisen energian käytöstä jokapäiväisessä elämässä on monia esimerkkejä.

  • Keilailu: Keilailu on henkilö, joka heittää 3-7kg palloa kaataakseen 10 keilaa, mikä perustuu pallon kuljettamaan liike-energiaan, joka riippuu pallon massasta ja nopeudesta.
  • tuuli: Tuuli ei ole muuta kuin ilmaa liikkeessä. Ilman liikkeen kineettinen energia voidaan muuntaa sähköksi tuuliturbiinien avulla.
  • Lämpöenergia: Lämpöenergia on kineettistä energiaa, joka liittyy hiukkasten mikroskooppiseen liikkeeseen järjestelmässä. Kun lämmitämme vettä tai mitä tahansa muuta esinettä, lisäämme kineettistä energiaa lämmönsiirron kautta.

Kineettinen energia

Potentiaalinen energia on energiatyyppi, joka liittyy suhteelliseen sijaintiin järjestelmän sisällä, eli yhden kohteen asemaan suhteessa toiseen. Kahdella erillisellä magneetilla on potentiaalienergia suhteessa toisiinsa. SI:ssä potentiaalienergian yksikkö on jouje (J), kuten myös liike-energia. Yksi joule on 1 kg.m2/s2.

Monet energialähteistämme ovat riippuvaisia ​​potentiaalisesta energiasta.

  • Patojen varastoitu energia: Vedellä, joka on varastoitu korkeaan säiliöön, kuten patoon, on gravitaatiopotentiaalienergiaa. Kun vesi putoaa, se muuttaa potentiaalisen energian kineettiseksi energiaksi, joka pystyy työskentelemään padon pohjalla sijaitsevissa turbiineissa. Näiden turbiinien tuottama sähkö jaetaan paikalliseen jakeluverkkoon.
  • Jouset: Kun jousta venytetään tai puristetaan, se varastoi tietyn määrän energiaa elastisena potentiaalienergiana. Kun jousi vapautetaan, varastoitu potentiaalienergia muunnetaan liike-energiaksi.
  • Keula ja nuoli: Jousi ja nuoli ovat esimerkki siitä, kuinka elastinen potentiaalienergia muunnetaan kineettiseksi energiaksi. Kun jousinauhaa venytetään, tehty työ tallentuu venytettyyn nauhaan potentiaalienergiana. Kun löysät lankaa, sen potentiaalienergia muunnetaan liike-energiaksi, joka sitten siirtyy nuoleen.
  • sähkö: Sähkö on potentiaalisen energian muoto, joka määräytyy varausten sijainnin perusteella järjestelmässä (sähkökenttä).

Miten liike-energia toimii?

Mahdollinen energia

Kun esine on liikkeessä, se johtuu siitä, että sillä on kineettistä energiaa. Jos se törmää toiseen esineeseen, voi siirtää tämän energian siihen, joten myös toinen esine liikkuu. Jotta esine saisi liikettä tai kineettistä energiaa, siihen on kohdistettava työtä tai voimaa.

Mitä pidempään voimaa käytetään, sitä suurempi on liikkuvan kohteen saavuttama nopeus ja sen liike-energia. Massa liittyy myös liikkeen energiaan. Mitä suurempi kehon massa, sitä suurempi liike-energia. Se voidaan helposti muuntaa lämmöksi tai muuksi energiaksi.

Kineettisen energian ominaisuuksien joukossa meillä on:

  • Se on yksi energian ilmenemismuodoista.
  • Se voidaan siirtää kehosta toiseen.
  • Se voidaan muuntaa muun tyyppiseksi energiaksi, esimerkiksi lämpöenergiaksi.
  • Sinun on käytettävä voimaa liikkeen käynnistämiseksi.
  • Se riippuu kehon nopeudesta ja massasta.

Kineettisen ja potentiaalisen energian summa tuottaa mekaanista energiaa (energiaa, joka suhteuttaa esineen sijainnin sen liikkeeseen). Kuten aiemmin mainittu, dynamiikka viittaa liikkeeseen. Potentiaalilla tarkoitetaan kehoon levossa varastoitunutta energian määrää.

Siksi potentiaalienergia riippuu kohteen tai järjestelmän sijainnista suhteessa sitä ympäröivään voimakenttään. Kineettinen energia riippuu kohteen liikkeestä.

Potentiaalisen energian tyypit

esimerkki potentiaalisesta energiasta

gravitaatiopotentiaalienergia

Gravitaatiopotentiaalienergia määritellään massiivisen esineen energiaksi, kun se on upotettu gravitaatiokenttään. Painovoimakenttiä syntyy erittäin massiivisten esineiden ympärille, kuten planeettojen ja auringon massat.

Esimerkiksi vuoristoradalla on suurin potentiaalinen energia korkeimmassa kohdassaan, koska se on upotettu maan gravitaatiokenttään. Kun auto putoaa ja menettää korkeutta, potentiaalienergia muunnetaan liike-energiaksi.

elastinen potentiaalienergia

Elastinen potentiaalienergia liittyy aineen elastisiin ominaisuuksiin, eli sen taipumukseen palata alkuperäiseen muotoonsa sen jälkeen, kun siihen kohdistuu vastuskykyä suurempi muodonmuutosvoima. Ilmeinen esimerkki elastisesta energiasta on jousen energia, joka laajenee tai supistuu ulkoisen voiman vaikutuksesta ja palaa alkuperäiseen asentoonsa kun ulkoista voimaa ei enää kohdisteta.

Toinen esimerkki on jousi ja nuoli -järjestelmä, jossa jousta vedettäessä elastisilla kuiduilla elastinen potentiaalienergia saavuttaa maksimin, taivuttamalla puuta hieman, mutta nopeus pysyy nollassa. Seuraavassa hetkessä potentiaalienergia muunnetaan kineettiseksi energiaksi ja nuoli laukeaa täydellä nopeudella.

kemiallinen potentiaalienergia

Kemiallinen potentiaalienergia on atomien ja molekyylien kemiallisiin sidoksiin varastoitunutta energiaa. Esimerkkinä on glukoosi kehossamme, joka varastoi kemiallista potentiaalienergiaa, jonka kehomme muuntaa (metaboliaan kutsuvan prosessin kautta) lämpöenergiaksi kehon lämpötilan ylläpitämiseksi.

Sama koskee fossiilisia polttoaineita (hiilivetyjä) auton kaasusäiliössä. Bensiinin kemiallisiin sidoksiin varastoitunut kemiallinen potentiaalienergia muunnetaan mekaaniseksi energiaksi, joka käyttää ajoneuvoa.

sähköstaattinen potentiaalienergia

Sähkössä pätee myös potentiaalienergian käsite, joka voidaan muuntaa muiksi energiamuodoiksi, esim kineettinen, lämpö tai valo sähkömagnetismin valtavan monipuolisuuden vuoksi. Tässä tapauksessa energia tulee varautuneiden hiukkasten synnyttämän sähkökentän voimakkuudesta.

Toivon, että näiden tietojen avulla voit oppia lisää liike- ja potentiaalienergiasta.


Artikkelin sisältö noudattaa periaatteita toimituksellinen etiikka. Ilmoita virheestä napsauttamalla täällä.

Ole ensimmäinen kommentti

Jätä kommentti

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.

*

*

  1. Vastuussa tiedoista: Miguel Ángel Gatón
  2. Tietojen tarkoitus: Roskapostin hallinta, kommenttien hallinta.
  3. Laillistaminen: Suostumuksesi
  4. Tietojen välittäminen: Tietoja ei luovuteta kolmansille osapuolille muutoin kuin lain nojalla.
  5. Tietojen varastointi: Occentus Networks (EU) isännöi tietokantaa
  6. Oikeudet: Voit milloin tahansa rajoittaa, palauttaa ja poistaa tietojasi.