運動エネルギーと位置エネルギー

運動エネルギーと位置エネルギーの違い

運動エネルギーは運動に関連するエネルギーであり、位置エネルギーはシステム内の位置に関連するエネルギーです。 一般的に、エネルギーは仕事をする能力です。 運動エネルギーと位置エネルギーはどちらも、既存のエネルギーのXNUMXつの基本的なタイプを表しています。 その他のエネルギーは、位置エネルギーまたは運動エネルギー、あるいはその両方の組み合わせの異なるバージョンです。 たとえば、機械的エネルギーは 運動エネルギーと位置エネルギー.

この記事では、運動エネルギーと位置エネルギー、その特性と例について知っておく必要があるすべてのことを説明します。

運動エネルギーと位置エネルギー

運動エネルギーと位置エネルギー

運動エネルギー

運動エネルギーは、運動に関連するエネルギーの種類です。 動くものはすべて運動エネルギーを持っています。 国際単位系(SI)では、運動エネルギーの単位は、仕事と同じ単位であるジュール(J)です。 1ジュールは2kg.m2/sXNUMXに相当します。 日常生活での運動エネルギーの使用例はたくさんあります。

  • ボウリング: ボウリングとは、3〜7 kgのボールを投げて、10本のピンをノックダウンすることです。これは、ボールの質量と速度に応じて、ボールが運ぶ運動エネルギーに基づいています。
  • 風: 風は動いている空気にすぎません。 空気の動きの運動エネルギーは、風力タービンを使用して電気に変換できます。
  • 熱エネルギー: 熱エネルギーは、システム内の粒子の微視的な運動に関連する運動エネルギーです。 水やその他の物体を加熱するときは、熱伝達によって運動エネルギーを追加します。

運動エネルギー

位置エネルギーは、システム内の相対的な位置、つまり、あるオブジェクトの別のオブジェクトに対する位置に関連するエネルギーのタイプです。 1つの別々の磁石は、互いに対して位置エネルギーを持っています。 SIでは、位置エネルギーの単位はジュール(J)であり、運動エネルギーも同様です。 2ジュールは2kg.mXNUMX/sXNUMXに相当します。

私たちがエネルギーに使用するエネルギー源の多くは、位置エネルギーに依存しています。

  • ダムに蓄えられたエネルギー: ダムなどの高架貯水池に貯水された水には、重力ポテンシャルエネルギーがあります。 水が落ちると、位置エネルギーがダムの底にあるタービンで仕事をすることができる運動エネルギーに変換されます。 これらのタービンで発電された電力は、地域の配電網に配電されます。
  • スプリング: ばねが伸びたり縮んだりすると、弾性ポテンシャルエネルギーの形で一定量のエネルギーが蓄えられます。 ばねが解放されると、蓄積された位置エネルギーが運動エネルギーに変換されます。
  • 弓矢:弓と矢は、弾性ポテンシャルエネルギーが運動エネルギーに変換される方法の例です。 弦を伸ばすと、行われた仕事は位置エネルギーとして伸ばされた弦に蓄えられます。 弦を緩めると、弦の位置エネルギーが運動エネルギーに変換され、それが矢印に伝達されます。
  • 電気:電気は、システム内の電荷の位置(電界)によって決定される位置エネルギーの形式です。

運動エネルギーはどのように機能しますか?

位置エネルギー

物体が動いているとき、それは運動エネルギーを持っているからです。 別のオブジェクトと衝突した場合、 このエネルギーをそれに伝達できるので、XNUMX番目のオブジェクトも移動します。 物体が運動エネルギーまたは運動エネルギーを獲得するには、物体に仕事または力を加える必要があります。

力が加えられる時間が長いほど、移動するオブジェクトとその運動エネルギーによって達成される速度が大きくなります。 質量は運動のエネルギーにも関係しています。 体の質量が大きいほど、運動エネルギーも大きくなります。。 熱や他の種類のエネルギーに簡単に変換できます。

運動エネルギーの特徴の中には、次のものがあります。

  • それはエネルギーの現れの一つです。
  • ある体から別の体に移すことができます。
  • それは別のタイプのエネルギー、例えば熱エネルギーに変換することができます。
  • 動きを開始するには、力を加える必要があります。
  • それは体の速度と質量に依存します。

運動エネルギーと位置エネルギーの合計は、機械的エネルギー(オブジェクトの位置をその動きに関連付けるエネルギー)を生成します。 先に述べたように、 ダイナミクスは動きを指します。 ポテンシャルとは、安静時に体に蓄えられるエネルギーの量を指します。

したがって、位置エネルギーは、オブジェクトまたはシステムを取り巻く力場に対するオブジェクトまたはシステムの位置に依存します。 運動エネルギーは物体の動きに依存します。

位置エネルギーの種類

位置エネルギーの例

重力ポテンシャルエネルギー

重力ポテンシャルエネルギーは、巨大な物体が重力場に浸されたときに持つエネルギーとして定義されます。 重力場は非常に巨大なオブジェクトの周りに作成されます、惑星や太陽の大衆のように。

たとえば、ジェットコースターは地球の重力場に浸っているため、最高点で位置エネルギーが最も高くなります。 車が落下して高さを失うと、位置エネルギーは運動エネルギーに変換されます。

弾性ポテンシャルエネルギー

弾性ポテンシャルエネルギーは、物質の弾性特性、つまり、抵抗よりも大きな変形力を受けた後、元の形状に戻る傾向に関連しています。 弾性エネルギーの明らかな例は 外力により膨張または収縮し、元の位置に戻るばねが持つエネルギー 外力が加えられなくなったら。

もうXNUMXつの例は、弓と矢のシステムです。弓を弾性繊維で引っ張ると、弾性ポテンシャルエネルギーが最大になり、木材がわずかに曲がりますが、速度はゼロのままです。 次の瞬間に、位置エネルギーが運動エネルギーに変換され、矢印が全速力で飛び出します。

化学ポテンシャルエネルギー

化学ポテンシャルエネルギーは、原子と分子の化学結合に蓄えられたエネルギーです。 例は私たちの体のブドウ糖です、それは 私たちの体が変換する化学ポテンシャルエネルギーを保存します (代謝と呼ばれるプロセスを通じて)体温を維持するための熱エネルギーに変換します。

車のガソリンタンクにある化石燃料(炭化水素)についても同じことが言えます。 ガソリンの化学結合に蓄積された化学ポテンシャルエネルギーは、車両に動力を供給する機械的エネルギーに変換されます。

静電ポテンシャルエネルギー

電気では、位置エネルギーの概念も適用されます。これは、次のような他の形式のエネルギーに変換できます。 電磁気学の非常に多様性を考えると、動的、熱的または光。 この場合、エネルギーは荷電粒子によって生成された電界の強さから来ます。

この情報で、運動エネルギーと位置エネルギーについてもっと学ぶことができることを願っています。


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