кинетическая и потенциальная энергия

разница кинетической и потенциальной энергии

Кинетическая энергия — это энергия, связанная с движением, а потенциальная энергия — это энергия, связанная с положением в системе. В общих чертах энергия – это способность совершать работу. И кинетическая энергия, и потенциальная энергия представляют собой два основных типа существующей энергии. Любая другая энергия является другой версией потенциальной энергии или кинетической энергии или их комбинации. Например, механическая энергия представляет собой совокупность кинетическая и потенциальная энергия.

В этой статье мы расскажем вам все, что вам нужно знать о кинетической и потенциальной энергии, ее характеристиках и примерах.

кинетическая и потенциальная энергия

кинетическая и потенциальная энергия

Кинетическая энергия

Кинетическая энергия — это тип энергии, связанный с движением. Все, что движется, обладает кинетической энергией. В Международной системе (СИ) единицей кинетической энергии является джуже (Дж), которая является той же единицей, что и работа. Один джоуль равен 1 кг.м2/с2. Существует множество примеров использования кинетической энергии в быту.

  • Боулинг: Боулинг — это человек, бросающий мяч весом 3-7 кг, чтобы сбить 10 кеглей, который основан на кинетической энергии, переносимой мячом, которая зависит от массы и скорости мяча.
  • Ветер: Ветер — это не что иное, как воздух в движении. Кинетическая энергия движения воздуха может быть преобразована в электричество с помощью ветряных турбин.
  • Тепловая энергия: Тепловая энергия — это кинетическая энергия, связанная с микроскопическим движением частиц в системе. Когда мы нагреваем воду или любой другой объект, мы добавляем кинетическую энергию за счет теплопередачи.

Кинетическая энергия

Потенциальная энергия — это тип энергии, связанный с относительным положением внутри системы, то есть с положением одного объекта по отношению к другому. Два отдельных магнита имеют потенциальную энергию относительно друг друга. В СИ единицей потенциальной энергии является джуже (Дж), как и кинетической энергии. Один джоуль равен 1 кг.м2/с2.

Многие источники энергии, которые мы используем, зависят от потенциальной энергии.

  • Энергия, накопленная в плотинах: Вода, хранящаяся в приподнятом резервуаре, таком как плотина, обладает гравитационной потенциальной энергией. Когда вода падает, она преобразует потенциальную энергию в кинетическую энергию, способную совершать работу в турбинах, расположенных на дне плотины. Электроэнергия, вырабатываемая этими турбинами, распределяется по местной распределительной сети.
  • Пружины: Когда пружина растягивается или сжимается, она запасает определенное количество энергии в виде упругой потенциальной энергии. Когда пружина освобождается, накопленная потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию.
  • Лук и стрелы: лук и стрелы являются примером того, как упругая потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию. Когда тетива натянута, проделанная работа сохраняется в натянутой тетиве в виде потенциальной энергии. Когда вы ослабляете тетиву, потенциальная энергия струны преобразуется в кинетическую энергию, которая затем передается стреле.
  • электричество: Электричество — это форма потенциальной энергии, которая определяется расположением зарядов в системе (электрическим полем).

Как работает кинетическая энергия?

потенциальная энергия

Когда объект движется, это происходит потому, что он обладает кинетической энергией. Если он сталкивается с другим объектом, может передать ему эту энергию, поэтому второй объект тоже движется. Чтобы объект приобрел движение или кинетическую энергию, к нему необходимо приложить работу или силу.

Чем дольше действует сила, тем больше скорость, достигаемая движущимся объектом, и тем больше его кинетическая энергия. Масса также связана с энергией движения. Чем больше масса тела, тем больше кинетическая энергия. Он может быть легко преобразован в тепло или другие виды энергии.

Среди характеристик кинетической энергии имеем:

  • Это одно из проявлений энергии.
  • Его можно перенести из одного тела в другое.
  • Ее можно преобразовать в другой вид энергии, например, в тепловую энергию.
  • Вы должны применить силу, чтобы начать движение.
  • Это зависит от скорости и массы тела.

Сумма кинетической и потенциальной энергии производит механическую энергию (энергию, которая связывает положение объекта с его движением). Как упоминалось ранее, динамика относится к движению. Потенциал относится к количеству энергии, запасенной в организме в состоянии покоя.

Следовательно, потенциальная энергия будет зависеть от положения объекта или системы по отношению к окружающему их силовому полю. Кинетическая энергия зависит от движения объекта.

Виды потенциальной энергии

пример потенциальной энергии

гравитационно потенциальная энергия

Гравитационная потенциальная энергия определяется как энергия, которой обладает массивный объект, когда он погружен в гравитационное поле. Гравитационные поля создаются вокруг очень массивных объектов, как массы планет и солнца.

Например, американские горки имеют наибольшую потенциальную энергию в самой высокой точке из-за их погружения в гравитационное поле Земли. Когда автомобиль падает и теряет высоту, потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию.

упругая потенциальная энергия

Упругая потенциальная энергия связана с упругими свойствами вещества, то есть с его тенденцией возвращаться к своей первоначальной форме после воздействия силы деформации, превышающей его сопротивление. Очевидным примером упругой энергии является энергия, которой обладает пружина, расширяющаяся или сжимающаяся под действием внешней силы и возвращающаяся в исходное положение после прекращения действия внешней силы.

Другим примером является система лука и стрелы, когда лук натягивается эластичными волокнами, упругая потенциальная энергия достигает максимума, слегка изгибая древесину, но скорость остается нулевой. В следующее мгновение потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию, и стрела вылетает на полной скорости.

химическая потенциальная энергия

Химическая потенциальная энергия – это энергия, запасенная в химических связях атомов и молекул. Примером является глюкоза в нашем организме, которая хранит химическую потенциальную энергию, которую наш организм преобразует (через процесс, называемый метаболизмом) в тепловую энергию для поддержания температуры тела.

То же самое касается ископаемого топлива (углеводородов) в бензобаке автомобиля. Химическая потенциальная энергия, запасенная в химических связях бензина, преобразуется в механическую энергию, приводящую в движение автомобиль.

электростатическая потенциальная энергия

В электричестве также применяется понятие потенциальной энергии, которая может быть преобразована в другие формы энергии, такие как кинетическая, тепловая или световая, учитывая огромную универсальность электромагнетизма. В этом случае энергия исходит от напряженности электрического поля, создаваемого заряженными частицами.

Я надеюсь, что с помощью этой информации вы сможете больше узнать о кинетической и потенциальной энергии.


Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.

Будьте первым, чтобы комментировать

Оставьте свой комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.

*

*

  1. Ответственный за данные: Мигель Анхель Гатон
  2. Назначение данных: контроль спама, управление комментариями.
  3. Легитимация: ваше согласие
  4. Передача данных: данные не будут переданы третьим лицам, кроме как по закону.
  5. Хранение данных: база данных, размещенная в Occentus Networks (ЕС)
  6. Права: в любое время вы можете ограничить, восстановить и удалить свою информацию.