Kinetisk energi är energin relaterad till rörelse och potentiell energi är energin relaterad till position i ett system. Generellt sett är energi förmågan att utföra arbete. Både kinetisk energi och potentiell energi representerar de två grundläggande typerna av befintlig energi. Vilken annan energi som helst är en annan version av potentiell energi eller kinetisk energi eller en kombination av båda. Till exempel är mekanisk energi en kombination av kinetisk och potentiell energi.
I den här artikeln berättar vi allt du behöver veta om kinetisk och potentiell energi, dess egenskaper och exempel.
kinetisk och potentiell energi
Rörelseenergi
Kinetisk energi är den typ av energi som förknippas med rörelse. Allt som rör sig har kinetisk energi. I det internationella systemet (SI) är enheten för kinetisk energi jouje (J), vilket är samma enhet som arbete. En joule är lika med 1 kg.m2/s2. Det finns många exempel på användning av kinetisk energi i vardagen.
- Bowling: Bowling är en person som kastar en 3-7 kg boll för att slå ner 10 stift, vilket är baserat på den kinetiska energin som bollen bär, vilket beror på bollens massa och hastighet.
- vind: Vind är inget annat än luft i rörelse. Den kinetiska energin för luftrörelser kan omvandlas till elektricitet med hjälp av vindkraftverk.
- Värmeenergi: Termisk energi är den kinetiska energin som är förknippad med den mikroskopiska rörelsen av partiklar i ett system. När vi värmer vatten eller något annat föremål tillför vi kinetisk energi genom värmeöverföring.
Rörelseenergi
Potentiell energi är den typ av energi som är relaterad till relativ position inom ett system, det vill säga positionen för ett objekt i förhållande till ett annat. Två separata magneter har potentiell energi i förhållande till varandra. I SI är enheten för potentiell energi jouje (J), liksom kinetisk energi. En joule är lika med 1 kg.m2/s2.
Många av de källor vi använder för energi är beroende av potentiell energi.
- Energi lagrad i dammar: Vatten som lagras i en förhöjd reservoar, till exempel en damm, har gravitationsenergi. När vattnet faller omvandlar det den potentiella energin till kinetisk energi som kan utföra arbete i turbiner som ligger längst ner i dammen. Elen som genereras av dessa turbiner distribueras till det lokala distributionsnätet.
- Fjädrar: När en fjäder sträcks eller komprimeras lagrar den en viss mängd energi i form av elastisk potentiell energi. När fjädern släpps omvandlas den lagrade potentiella energin till kinetisk energi.
- Pil och båge: En pil och båge är ett exempel på hur elastisk potentiell energi omvandlas till kinetisk energi. När bågsträngen sträcks lagras det utförda arbetet i det sträckta snöret som potentiell energi. När du lossar strängen omvandlas strängens potentiella energi till kinetisk energi, som sedan överförs till pilen.
- Elektricitet: Elektricitet är en form av potentiell energi som bestäms av laddningarnas placering i ett system (det elektriska fältet).
Hur fungerar kinetisk energi?
När ett föremål är i rörelse beror det på att det har kinetisk energi. Om den kolliderar med ett annat föremål, kan överföra denna energi till den, så det andra objektet rör sig också. För att ett föremål ska få rörelse eller kinetisk energi måste arbete eller kraft appliceras på det.
Ju längre kraften appliceras, desto högre hastighet uppnås av det rörliga föremålet och dess kinetiska energi. Massa är också relaterad till rörelseenergin. Ju större kroppens massa är, desto större rörelseenergi. Det kan enkelt omvandlas till värme eller andra typer av energi.
Bland egenskaperna hos kinetisk energi har vi:
- Det är en av energins manifestationer.
- Det kan överföras från en kropp till en annan.
- Den kan omvandlas till en annan typ av energi, till exempel till termisk energi.
- Du måste använda kraft för att initiera rörelse.
- Det beror på kroppens hastighet och massa.
Summan av kinetisk och potentiell energi producerar mekanisk energi (energi som relaterar ett objekts position till dess rörelse). Som nämnts tidigare, dynamik syftar på rörelse. Potential hänvisar till mängden energi som lagras i kroppen i vila.
Därför kommer den potentiella energin att bero på objektets eller systemets position i förhållande till kraftfältet som omger det. Kinetisk energi beror på ett föremåls rörelse.
Typer av potentiell energi
potentiell gravitationsenergi
Gravitationell potentiell energi definieras som den energi som ett massivt föremål besitter när det är nedsänkt i ett gravitationsfält. Gravitationsfält skapas runt mycket massiva föremål, som planeternas och solens massor.
Till exempel har en berg-och dalbana den högsta potentiella energin på sin högsta punkt på grund av dess nedsänkning i jordens gravitationsfält. När bilen väl faller och tappar höjd omvandlas den potentiella energin till kinetisk energi.
elastisk potentiell energi
Elastisk potentiell energi är relaterad till ett ämnes elastiska egenskaper, det vill säga dess tendens att återgå till sin ursprungliga form efter att ha utsatts för en deformationskraft som är större än dess motstånd. Ett uppenbart exempel på elastisk energi är energin som en fjäder besitter, som expanderar eller drar ihop sig på grund av en yttre kraft och återgår till sitt ursprungliga läge när den yttre kraften inte längre appliceras.
Ett annat exempel är båge- och pilsystemet, när bågen dras med elastiska fibrer når den elastiska potentiella energin ett maximum, något böjer träet, men hastigheten förblir noll. I nästa ögonblick omvandlas den potentiella energin till kinetisk energi och pilen skjuter ut i full fart.
kemisk potentiell energi
Kemisk potentiell energi är den energi som lagras i de kemiska bindningarna av atomer och molekyler. Ett exempel är glukos i vår kropp, vilket lagrar kemisk potentiell energi som vår kropp omvandlar (genom en process som kallas metabolism) till termisk energi för att upprätthålla kroppstemperaturen.
Detsamma gäller fossila bränslen (kolväten) i en bils bensintank. Den kemiska potentiella energin som lagras i bensinens kemiska bindningar omvandlas till mekanisk energi som driver fordonet.
elektrostatisk potentiell energi
Inom el gäller även begreppet potentiell energi, som kan omvandlas till andra energiformer, som t.ex kinetisk, termisk eller lätt, med tanke på elektromagnetismens enorma mångsidighet. I det här fallet kommer energin från styrkan i det elektriska fältet som skapas av de laddade partiklarna.
Jag hoppas att du med denna information kan lära dig mer om kinetisk och potentiell energi.