Кинетичка и потенцијална енергија

Кинетичке енергије је енергија коју тело поседује захваљујући својој себи кретање. Потенцијална енергија је енергија коју тело поседује захваљујући њему положај или држава. Док је кинетичка енергија објекта у односу на стање других објеката у његовом окружењу, потенцијална енергија је потпуно неовисна о њеном окружењу. Отуда убрзање објекта није видљиво у кретању једног објекта, при чему су и други објекти у истом окружењу у покрету. На пример, метак који пролази поред особе која стоји има кинетичку енергију, али метак нема кинетичку енергију у односу на воз који се креће поред.

Упоредни графикон

Разлике - Сличности - Кинетичка енергија наспрам табеле потенцијалне енергије

	Кинетичке енергије	Потенцијална енергија
Дефиниција	Енергија тела или система у односу на кретање тела или честица у систему.	Потенцијална енергија је складиштена енергија у објекту или систему због свог положаја или конфигурације.
Однос према окружењу	Кинетичка енергија објекта је у односу на остале покретне и непомичне објекте у непосредном окружењу.	Потенцијална енергија није у односу на околину објекта.
Преносљивост	Кинетичка енергија се може, приликом судара, преносити од једног покретног објекта до другог, рецимо.	Потенцијална енергија се не може пренети.
Примери	Тече вода, на пример када пада са водопада.	Вода на врху водопада, пре падавина.
СИ јединица	Јоуле (Ј)	Јоуле (Ј)
Одређујући фактори	Брзина / брзина и маса	Висина или растојање и маса

Садржај: Кинетичка и потенцијална енергија

• 1 Међусобна претворба кинетичке и потенцијалне енергије
• 2 Етимологија
• 3 врсте кинетичке и потенцијалне енергије
• 4 апликације
• 5 Референце

Међусобна претворба кинетичке и потенцијалне енергије

Закон очувања енергије каже да се енергија не може уништити, већ се може само трансформисати из једног облика у други. Узмимо класичан пример једноставног клатна. Како се клатно љуља, суспендовано тело се помера више и због свог положаја потенцијална енергија се повећава и достиже максимум на врху. Како клатно почиње да се окреће према доле, ускладиштена потенцијална енергија се претвара у кинетичку енергију.

Када се опруга испружи на једну страну, она врши силу на другу страну како би се могла вратити у првобитно стање. Ова сила се назива обнављавајућа сила и делује тако да доводи предмете и системе у њихов положај са ниским нивоом енергије. Сила потребна за растезање опруге чува се у металу као потенцијална енергија. Када се опруга ослободи, сачувана потенцијална енергија се обновљивом силом претвара у кинетичку енергију.

Када се било која маса подигне, гравитациона сила земље (и обновитељска сила у овом случају) делује на то да је врати натраг. Енергија потребна за подизање масе чува се као потенцијална енергија због свог положаја. Како се маса смањује, складиштена потенцијална енергија се претвара у кинетичку енергију.

Етимологија

Реч "кинетичка" потиче од грчке речи кинесис, што значи "кретање". Изрази "кинетичка енергија" и "рад", како се разумеју и користе данас, потичу из 19. века. Верује се да је „кинетичку енергију“ сковао Виллиам Тхомсон (Лорд Келвин) око 1850. године..

Израз "потенцијална енергија" сковао је Виллиам Ранкине, шкотски физичар и инжењер који је учествовао у разним наукама, укључујући термодинамику.

Врсте кинетичке енергије и потенцијалне енергије

Кинетичка енергија се може класификовати у две врсте, зависно од врсте објеката:

• Транслацијска кинетичка енергија
• Ротациона кинетичка енергија

Крута не ротирајућа тијела имају правоцртно кретање. Према томе, транслациона кинетичка енергија је кинетичка енергија коју поседује објект који се креће у правој линији. Кинетичка енергија објекта повезана је са њеним замахом (производ масе и брзине, п = мв, где је м маса, а в је брзина). Кинетичка енергија повезана је са замахом кроз однос Е = п ^ 2 / 2м и стога се транслациона кинетичка енергија израчунава као Е = ½ мв ^ 2. Крута тела која се окрећу дуж свог средишта масе поседују ротацијску кинетичку енергију. Ротациона кинетичка енергија ротирајућег тела израчунава се као укупна кинетичка енергија његових различитих покретних делова. Тела у мировању такође имају кинетичку енергију. Атоми и молекули у њему су у сталном покрету. Кинетичка енергија таквог тела је мера његове температуре.

Потенцијална енергија се класификује у зависности од применљиве силе обнављања.

• Гравитациона потенцијална енергија - потенцијална енергија објекта која је повезана са гравитационом силом. На пример, када се књига стави на врх стола, енергија потребна за подизање књиге с пода, а енергија коју књига поседује због повишеног положаја на столу је гравитациона потенцијална енергија. Овде гравитација је сила која обнавља.
• Еластична потенцијална енергија - енергија коју поседује еластично тело попут лука и катапулта када се истеже и деформише у једном правцу је потенцијална еластична енергија. Повратна сила је еластичност која делује у супротном смеру.
• Хемијска потенцијална енергија - енергија повезана са распоредом атома и молекула у структури је потенцијална хемијска енергија. Хемијска енергија коју твар поседује због потенцијала коју мора да подвргне хемијској промени учествујући у хемијској реакцији је потенцијална хемијска енергија материје. На пример, када се гориво користи, хемијска енергија која се складишти у гориву претвара се у производњу топлине.
• Електрична потенцијална енергија - енергија коју објект поседује захваљујући свом електричном набоју је електрична потенцијална енергија. Постоје две врсте - електростатичка потенцијална енергија и електродинамичка потенцијална енергија или магнетна потенцијална енергија.
• Нуклеарна потенцијална енергија - потенцијална енергија коју поседују честице (неутрони, протони) унутар атомског језгра је нуклеарна потенцијална енергија. На пример, фузија водоника на сунцу претвара потенцијалну енергију похрањену у соларној материји у светлосну енергију.

Апликације

• Роллер цоастер у забавном парку почиње претварањем кинетичке енергије у гравитациону потенцијалну енергију.
• Гравитациона потенцијална енергија одржава планете у орбити око сунца.
• Пројектил се баца требушетом користећи гравитациону потенцијалну енергију.
• У свемирским летелицама хемијска енергија се користи за полијетање након чега се кинетичка енергија повећава да би се достигла орбитална брзина. Кинетичка енергија добијена остаје константна док је у орбити.
• Кинетичка енергија која се даје за ударање лопте у игри за билијар преноси се на друге лопте путем судара.

Референце

• Википедија: Кинетичка енергија
• Википедија: Потенцијална енергија