Kinetische energie

Kinetische energie is de energie die een voorwerp heeft door zijn beweging. Deze energie kan worden omgezet in andere soorten, zoals gravitatie- of elektrische potentiële energie, de energie die een voorwerp heeft door zijn positie in een gravitatie- of elektrisch veld.

 

Verschil tussen kinetische en potentiële energie

Kinetische energie is de maximale hoeveelheid werk die een bewegend lichaam door zijn beweging kan verrichten, terwijl potentiële energie de maximale hoeveelheid werk is die een lichaam door zijn configuratie of positie in een veldkracht kan verrichten. Kinetische energie geldt voor alle soorten krachten, zoals blijkt uit deze afleiding.

F d x = d p d t d x = d p d t v d t = v d p d t = v d p {displaystyle \mathbf {F} \^cdot d\mathbf {x} ={frac {d\mathbf {p} dmathbf {x} ={{frac {dmathbf {p}}. dt ={frac {dmathbf {p}} dt={dmathbf {v} \cdot {dmathbf {p} }{dt}dt=mathbf {v} \cdot d\mathbf {p} } {\displaystyle \mathbf {F} \cdot d\mathbf {x} ={\frac {d\mathbf {p} }{dt}}\cdot d\mathbf {x} ={\frac {d\mathbf {p} }{dt}}\cdot \mathbf {v} dt=\mathbf {v} \cdot {\frac {d\mathbf {p} }{dt}}dt=\mathbf {v} \cdot d\mathbf {p} }

maar potentiële energie niet, zoals hier te zien is.

F d x = - V d x = - ∂ V ∂ x i d x i = - d V {\displaystyle \mathbf {F} \dmathbf {x} = - d V - dmathbf {x} = - dx_{i} = - dx_{i} =-dV}. {\displaystyle \mathbf {F} \cdot d\mathbf {x} =-\nabla V\cdot d\mathbf {x} =-{\frac {\partial V}{\partial x_{i}}}\cdot dx_{i}=-dV}

waaruit duidelijk blijkt dat alleen conservatieve krachten potentiële energie kunnen hebben.

 

Translationele kinetische energie

De translationele kinetische energie van een voorwerp is:

E t r a n s l a t i o n a l = 1 2 m v 2 {\displaystyle E_{translational}={frac {1}{2}}mv^{2}} {\displaystyle E_{translational}={\frac {1}{2}}mv^{2}}

waarbij

m {\displaystyle m}{\displaystyle m} is de massa (weerstand tegen lineaire versnelling of vertraging);

v{\displaystyle v} is de lineaire snelheid.  

Rotatie kinetische energie

De rotatie kinetische energie van een voorwerp is:

E r o t a t i o n a l = 1 2 I ω 2 {Displaystyle E_{rotational}={{frac {1}{2}}Iomega ^{2}} {\displaystyle E_{rotational}={\frac {1}{2}}I\omega ^{2}}

waarbij

{\displaystyle I} is het traagheidsmoment (weerstand tegen hoekversnelling of -vertraging, gelijk aan het product van de massa en het kwadraat van de loodrechte afstand tot de draaias);

{\displaystyle \omega \ } is de hoeksnelheid.  


AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3