Energia cinetică este energia legată de mișcare, iar energia potențială este energia legată de poziția într-un sistem. În termeni generali, energia este capacitatea de a lucra. Atât energia cinetică, cât și energia potențială reprezintă cele două tipuri de bază de energie existentă. Orice altă energie este o versiune diferită a energiei potențiale sau a energiei cinetice sau o combinație a ambelor. De exemplu, energia mecanică este o combinație de energie cinetică și potențială.
În acest articol vă spunem tot ce trebuie să știți despre energia cinetică și potențială, caracteristicile și exemplele acesteia.
energie cinetică și potențială
Energie kinetică
Energia cinetică este tipul de energie asociat cu mișcarea. Tot ceea ce se mișcă are energie cinetică. În Sistemul Internațional (SI), unitatea de energie cinetică este jouje (J), care este aceeași unitate cu munca. Un joule este egal cu 1 kg.m2/s2. Există multe exemple de utilizare a energiei cinetice în viața de zi cu zi.
- Bowling: Bowlingul este o persoană care aruncă o minge de 3-7 kg pentru a doborî 10 ace, care se bazează pe energia cinetică transportată de minge, care depinde de masa și viteza mingii.
- Vânt: Vântul nu este altceva decât aer în mișcare. Energia cinetică a mișcării aerului poate fi convertită în energie electrică cu ajutorul turbinelor eoliene.
- Energie termală: Energia termică este energia cinetică asociată cu mișcarea microscopică a particulelor dintr-un sistem. Când încălzim apă sau orice alt obiect, adăugăm energie cinetică prin transfer de căldură.
Energie kinetică
Energia potențială este tipul de energie legat de poziția relativă în cadrul unui sistem, adică poziția unui obiect față de altul. Doi magneți separați au energie potențială unul față de celălalt. În SI, unitatea de energie potențială este jouje (J), la fel ca și energia cinetică. Un joule este egal cu 1 kg.m2/s2.
Multe dintre sursele pe care le folosim pentru energie depind de energia potențială.
- Energia stocată în baraje: Apa stocată într-un rezervor ridicat, cum ar fi un baraj, are energie potențială gravitațională. Când apa cade, ea transformă energia potențială în energie cinetică capabilă să lucreze în turbinele situate la fundul barajului. Electricitatea generată de aceste turbine este distribuită în rețeaua locală de distribuție.
- Izvoare: Când un arc este întins sau comprimat, acesta stochează o anumită cantitate de energie sub formă de energie potențială elastică. Când arcul este eliberat, energia potențială stocată este convertită în energie cinetică.
- Arcul și săgeata: Un arc și o săgeată sunt un exemplu al modului în care energia potențială elastică este convertită în energie cinetică. Când coarda arcului este întinsă, munca efectuată este stocată în coarda întinsă ca energie potențială. Când slăbiți șirul, energia potențială a șirului este convertită în energie cinetică, care este apoi transferată săgeții.
- Electricitate: Electricitatea este o formă de energie potențială care este determinată de locația sarcinilor într-un sistem (câmpul electric).
Cum funcționează energia cinetică?
Când un obiect este în mișcare, este pentru că are energie cinetică. Dacă se ciocnește cu un alt obiect, îi poate transfera această energie, așa că și al doilea obiect se mișcă. Pentru ca un obiect să dobândească mișcare sau energie cinetică, trebuie să i se aplice muncă sau forță.
Cu cât forța este aplicată mai mult, cu atât viteza atinsă de obiectul în mișcare și energia lui cinetică este mai mare. Masa este, de asemenea, legată de energia mișcării. Cu cât masa corpului este mai mare, cu atât energia cinetică este mai mare. Poate fi ușor transformat în căldură sau alte tipuri de energie.
Printre caracteristicile energiei cinetice avem:
- Este una dintre manifestările energiei.
- Poate fi transferat de la un corp la altul.
- Poate fi transformat într-un alt tip de energie, de exemplu, în energie termică.
- Trebuie să aplicați forță pentru a iniția mișcarea.
- Depinde de viteza și masa corpului.
Suma energiei cinetice și potențiale produce energie mecanică (energie care leagă poziția unui obiect de mișcarea lui). Ca menționat mai devreme, dinamica se referă la mișcare. Potențialul se referă la cantitatea de energie stocată în organism în repaus.
Prin urmare, energia potențială va depinde de poziția obiectului sau a sistemului în raport cu câmpul de forță care îl înconjoară. Energia cinetică depinde de mișcarea unui obiect.
Tipuri de energie potențială
energia potențială gravitațională
Energia potențială gravitațională este definită ca energia deținută de un obiect masiv atunci când este scufundat într-un câmp gravitațional. Câmpurile gravitaționale sunt create în jurul obiectelor foarte masive, ca și masele planetelor și ale soarelui.
De exemplu, un roller coaster are cea mai mare energie potențială în punctul său cel mai înalt datorită scufundării sale în câmpul gravitațional al Pământului. Odată ce mașina cade și pierde înălțime, energia potențială este convertită în energie cinetică.
energie potenţială elastică
Energia potențială elastică este legată de proprietățile elastice ale unei substanțe, adică de tendința acesteia de a reveni la forma inițială după ce a fost supusă unei forțe de deformare mai mare decât rezistența sa. Un exemplu evident de energie elastică este energia deținută de un arc, care se extinde sau se contractă datorită unei forțe exterioare și revine în poziția inițială odată ce forţa externă nu mai este aplicată.
Un alt exemplu este sistemul arcului și săgeților, când arcul este tras cu fibre elastice, energia potențială elastică atinge un maxim, îndoind ușor lemnul, dar viteza rămâne zero. În clipa următoare, energia potențială este convertită în energie cinetică și săgeata țâșnește cu viteză maximă.
energie potenţială chimică
Energia potenţială chimică este energia stocată în legăturile chimice ale atomilor şi moleculelor. Un exemplu este glucoza din corpul nostru, care stochează energia potențială chimică pe care corpul nostru o transformă (printr-un proces numit metabolism) în energie termică pentru a menține temperatura corpului.
Același lucru este valabil și pentru combustibilii fosili (hidrocarburi) din rezervorul de benzină al unei mașini. Energia potențială chimică stocată în legăturile chimice ale benzinei este transformată în energie mecanică care alimentează vehiculul.
energie potenţială electrostatică
În electricitate se aplică și conceptul de energie potențială, care poate fi transformată în alte forme de energie, cum ar fi cinetice, termice sau ușoare, având în vedere versatilitatea enormă a electromagnetismului. În acest caz, energia provine din puterea câmpului electric creat de particulele încărcate.
Sper că cu aceste informații puteți afla mai multe despre energia cinetică și potențială.