kinetička i potencijalna energija

Kinetička energija je energija povezana s gibanjem, a potencijalna energija je energija povezana s položajem u sustavu. Općenito, 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 njihova kombinacija. 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, njezinim 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 sustavu (SI) jedinica kinetičke energije je jouje (J), što je ista jedinica kao rad. Jedan džul je jednak 1 kg.m2/s2. Mnogo je primjera korištenja kinetičke energije u svakodnevnom životu.

• Kuglanje: Kuglanje je osoba koja baca lopticu od 3-7 kg kako bi srušila 10 čunjeva, što se temelji na kinetičkoj energiji koju lopta nosi, a koja ovisi o masi i brzini lopte.
• Vjetar: Vjetar nije ništa više od zraka u pokretu. Kinetička energija kretanja zraka može se pretvoriti u električnu energiju pomoću vjetroturbina.
• Termalna energija: Toplinska energija je kinetička energija povezana s mikroskopskim gibanjem čestica u sustavu. 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 sustava, odnosno položaj jednog objekta u odnosu na drugi. Dva zasebna magneta imaju potencijalnu energiju jedan u odnosu na drugi. U SI, jedinica potencijalne energije je jouje (J), kao i kinetička energija. Jedan džul je jednak 1 kg.m2/s2.

Mnogi izvori koje koristimo za energiju ovise o potencijalnoj energiji.

• Energija pohranjena u branama: Voda pohranjena u povišenom rezervoaru, kao što je brana, ima gravitacijsku potencijalnu energiju. Kada voda pada, pretvara potencijalnu energiju u kinetičku energiju sposobnu za rad u turbinama koje se nalaze na dnu brane. Električna energija proizvedena ovim turbinama distribuira se u lokalnu distribucijsku 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 pretvara se 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 pohranjuje se u nategnutoj tetivi kao potencijalna energija. Kada olabavite strunu, potencijalna energija strune pretvara se u kinetičku energiju, koja se zatim prenosi na strelicu.
• elektricitet: Elektricitet je oblik potencijalne energije koji je određen položajem naboja u sustavu (električno polje).

Kako djeluje kinetička energija?

Kada je objekt u pokretu, to je zato što ima kinetičku energiju. Ako se sudari s drugim objektom, može prenijeti tu energiju na njega, pa se i drugi objekt pomiče. Da bi predmet dobio gibanje ili kinetičku energiju, na njega se mora primijeniti rad ili sila.

Što se sila dulje primjenjuje, to je veća brzina koju postiže pokretni objekt i njegova kinetička energija. Masa je također povezana s energijom kretanja. Što je veća masa tijela, veća je i kinetička energija. Lako se može 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.
• Ovisi o brzini i masi tijela.

Zbroj kinetičke i potencijalne energije proizvodi mehaničku energiju (energija koja povezuje položaj objekta s njegovim gibanjem). 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 ovisiti o položaju objekta ili sustava u odnosu na polje sile koje ga okružuje. Kinetička energija ovisi o kretanju objekta.

Vrste potencijalne energije

gravitacijska potencijalna energija

Gravitacijska potencijalna energija definira se kao energija koju posjeduje masivni objekt kada je uronjen u gravitacijsko polje. Oko vrlo masivnih objekata stvaraju se gravitacijska polja, poput mase planeta i sunca.

Na primjer, roller coaster ima najveću potencijalnu energiju na svojoj najvišoj točki zbog uranjanja u Zemljino gravitacijsko polje. Nakon što 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 njezinom tendencijom da se vrati u svoj izvorni oblik nakon što je podvrgnuta sili deformacije većoj od njezina otpora. Očiti 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 sustav luka i strijele, kada se luk vuče elastičnim vlaknima, elastična potencijalna energija doseže maksimum, lagano savijajući drvo, ali brzina ostaje nula. U sljedećem trenutku potencijalna energija se pretvara u kinetičku energiju i strijela izbija punom brzinom.

kemijska potencijalna energija

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

Isto vrijedi i za fosilna goriva (ugljikovodike) u spremniku plina automobila. Kemijska potencijalna energija pohranjena u kemijskim vezama benzina pretvara se u mehaničku energiju koja pokreće vozilo.

elektrostatička potencijalna energija

U elektricitetu također vrijedi pojam potencijalne energije koja se može pretvoriti u druge oblike energije, kao npr. kinetički, toplinski ili svjetlosni, s obzirom na ogromnu svestranost elektromagnetizma. U ovom slučaju energija dolazi od jakosti električnog polja koje stvaraju nabijene čestice.

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