Кинетичка енергија је енергија повезана са кретањем, а потенцијална енергија је енергија повезана са положајем у систему. Уопштено говорећи, енергија је способност обављања посла. И кинетичка и потенцијална енергија представљају две основне врсте постојеће енергије. Свака друга енергија је другачија верзија потенцијалне енергије или кинетичке енергије или комбинација обоје. На пример, механичка енергија је комбинација кинетичка и потенцијална енергија.
У овом чланку ћемо вам рећи све што треба да знате о кинетичкој и потенцијалној енергији, њеним карактеристикама и примерима.
кинетичка и потенцијална енергија
Кинетичке енергије
Кинетичка енергија је врста енергије повезана са кретањем. Све што се креће има кинетичку енергију. У међународном систему (СИ), јединица кинетичке енергије је јоује (Ј), што је иста јединица као рад. Један џул је једнак 1 кг.м2/с2. Много је примера употребе кинетичке енергије у свакодневном животу.
- куглање: Куглање је особа која баца лоптицу од 3-7 кг да би срушила 10 чуњева, што се заснива на кинетичкој енергији коју лопта носи, а која зависи од масе и брзине лопте.
- Ветар: Ветар није ништа друго до ваздух у покрету. Кинетичка енергија кретања ваздуха може се претворити у електричну енергију помоћу ветротурбина.
- Топлотна енергија: Топлотна енергија је кинетичка енергија повезана са микроскопским кретањем честица у систему. Када загревамо воду или било који други предмет, додајемо кинетичку енергију преносом топлоте.
Кинетичке енергије
Потенцијална енергија је врста енергије која се односи на релативни положај унутар система, односно положај једног објекта у односу на други. Два одвојена магнета имају потенцијалну енергију у односу један на други. У СИ, јединица потенцијалне енергије је јоује (Ј), као и кинетичка енергија. Један џул је једнак 1 кг.м2/с2.
Многи извори које користимо за енергију зависе од потенцијалне енергије.
- Енергија ускладиштена у бранама: Вода ускладиштена у повишеном резервоару, као што је брана, има гравитациону потенцијалну енергију. Када вода падне, она претвара потенцијалну енергију у кинетичку енергију способну да ради у турбинама које се налазе на дну бране. Електрична енергија коју производе ове турбине дистрибуира се у локалну дистрибутивну мрежу.
- опруге: Када је опруга растегнута или сабијена, она складишти одређену количину енергије у облику еластичне потенцијалне енергије. Када се опруга отпусти, ускладиштена потенцијална енергија се претвара у кинетичку енергију.
- Лук и стрела: Лук и стрела су пример како се еластична потенцијална енергија претвара у кинетичку енергију. Када се тетива затегне, обављени рад се чува у натегнутој тетиви као потенцијална енергија. Када олабавите тетиву, потенцијална енергија жице се претвара у кинетичку енергију, која се затим преноси на стрелицу.
- Електрицитет: Електрицитет је облик потенцијалне енергије који је одређен локацијом наелектрисања у систему (електрично поље).
Како функционише кинетичка енергија?
Када је објекат у покрету, то је зато што има кинетичку енергију. Ако се судари са другим објектом, може да пренесе ову енергију на њега, па се и други објекат креће. Да би објекат стекао кретање или кинетичку енергију, на њега се мора применити рад или сила.
Што се сила дуже примењује, већа је брзина коју постиже покретни објекат и његова кинетичка енергија. Маса је такође повезана са енергијом кретања. Што је већа маса тела, већа је и кинетичка енергија. Може се лако претворити у топлоту или друге врсте енергије.
Међу карактеристикама кинетичке енергије имамо:
- То је једна од манифестација енергије.
- Може се пренети са једног тела на друго.
- Може се претворити у другу врсту енергије, на пример, у топлотну енергију.
- Морате применити силу да бисте покренули кретање.
- Зависи од брзине и масе тела.
Збир кинетичке и потенцијалне енергије производи механичку енергију (енергија која повезује положај објекта са његовим кретањем). Као што је поменуто раније, динамика се односи на кретање. Потенцијал се односи на количину енергије ускладиштене у телу у стању мировања.
Стога ће потенцијална енергија зависити од положаја објекта или система у односу на поље сила које га окружује. Кинетичка енергија зависи од кретања објекта.
Врсте потенцијалне енергије
гравитациона потенцијална енергија
Гравитациона потенцијална енергија се дефинише као енергија коју поседује масивни објекат када је уроњен у гравитационо поље. Гравитациона поља се стварају око веома масивних објеката, попут масе планета и сунца.
На пример, тобоган има највећу потенцијалну енергију на највишој тачки због свог потапања у Земљино гравитационо поље. Када аутомобил падне и изгуби висину, потенцијална енергија се претвара у кинетичку енергију.
еластична потенцијална енергија
Еластична потенцијална енергија је повезана са еластичним својствима супстанце, односно њеном тенденцијом да се врати у првобитни облик након што је подвргнута сили деформације већој од њеног отпора. Очигледан пример еластичне енергије је енергија коју поседује опруга, која се шири или скупља услед спољне силе и враћа се у првобитни положај када се спољна сила више не примењује.
Други пример је систем лука и стреле, када се лук вуче еластичним влакнима, еластична потенцијална енергија достиже максимум, благо савијајући дрво, али брзина остаје нула. У следећем тренутку, потенцијална енергија се претвара у кинетичку енергију и стрела избија пуном брзином.
хемијска потенцијална енергија
Хемијска потенцијална енергија је енергија ускладиштена у хемијским везама атома и молекула. Пример је глукоза у нашем телу, која складишти хемијску потенцијалну енергију коју наше тело претвара (путем процеса који се зове метаболизам) у топлотну енергију за одржавање телесне температуре.
Исто важи и за фосилна горива (угљоводонике) у резервоару за гас аутомобила. Хемијска потенцијална енергија ускладиштена у хемијским везама бензина претвара се у механичку енергију која покреће возило.
електростатичка потенцијална енергија
У електрицитету важи и концепт потенцијалне енергије, која се може претворити у друге облике енергије, као нпр. кинетички, топлотни или светлосни, с обзиром на огромну разноврсност електромагнетизма. У овом случају, енергија потиче од јачине електричног поља које стварају наелектрисане честице.
Надам се да са овим информацијама можете сазнати више о кинетичкој и потенцијалној енергији.