Kinetisk energi

Kinetisk energi er bevægelsesenergi. Kinetisk energi er dermed den energi legemer i bevægelse har. Kinetisk energi afhænger dermed af et legemes hastighed og dets masse.

Kinetisk energi måles normal i joule som er lig kg·m²/s².

Vi skriver kinetisk energi med denne formel:

$E = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2$

E er energien, m er massen og v (velocitet) er hastigheden. Energien af et objekt i bevægelse er altså en halv masse gange kvadratet af hastigheden.

Kinetisk energi hænger tæt sammen med Newtons love. For eksempel Newtons første lov der siger, at et legeme der ikke udsættes for nogen ydre kraft, enten vil ligge stille, eller bevæge sig med konstant hastighed i en lige linje. Dette passer med ligningen for kinetisk energi, for hvis legemet ikke udsættes for nogen ydre kraft, vil energien jo forblive den samme og derfor må hastigheden også forblive den samme.

Kinetisk energi står overfår potentiel energi, som er den energi et legeme potentielt kan udløse. Ofte vil energi skifte mellem kinetisk og potentiel energi. For eksempel, hvis man tager en bold i hånden og løfter den op i luften, skaber man en potentiel energi, som udløses når man slipper bolden og den potentielle energi bliver til kinetisk energi, idet bolden falder.

Kinetisk energi kan også omdannes til andre former for energi. For eksempel når man bremser i en bil falder hastigheden, og dermed falder energien også. Denne energi forsvinder ikke, men bliver i stedet omdannet til varme mellem dækkene og vejen på grund af friktionen mellem disse. Kinetisk energi kan også laves til elektrisk energi. Når vinden blæser på en vindmølle og den får vingerne til at bevæge sig bliver noget af den energi, som drejer vingerne omdannet til elektrisk energi.

Kinetisk energi kan også overføres fra legeme til legeme. Når man skyder en billard kugle ind i en anden kugle, vil denne pludselig komme bevægelse, og dermed have en kinetisk energi, selvom den var i stilstand før. Se artiklen Impuls.

Nogle legemer bevæger sig ikke i en lige linje. Når man for eksempel sætter et hjul i bevægelse vil det bevæge sig rundt og rundt. Vi kan ikke definere hjulets hastighed på samme måde, da det altid bevæger sig tilbage til samme punkt. For at regne den kinetiske energi af roterende legemer bruger vi følgende formel:

$E = \frac{1}{2} \cdot I \cdot \omega^2$

I er det roterende legemes inertimoment, som er legemets modstand mod bevægelse (ligesom masse for legemer der bevæger sig lineært).

ω (det græske bogstav omega) er legemets vinkelhastighed, hvilket er det samme som hastighed bare over vinkler i stedet for afstande.

Inertimoment har enheden kg·m² og vinkelhastighed måles normalt i radian per sekund.

Eksempel 1

Vi vil regne på den kinetiske energi i et spil billard. Vi er ved den sidste kugle. Den hvide kugle skydes 2 meter ned i den anden ende af bordet, og med et stopur måles der 1 sekund fra den hvide kugle sættes i bevægelse til den anden kugle rammes. Kugle har altså en hastighed på 2 meter per sekund. Bolden vejer 170 gram.

$E = \frac{1}{2} \cdot 170 g \cdot \left (2 \frac{m}{s} \right ) ^2 = 85g \cdot 4 \frac{m^2}{s^2} = 340 \frac{g\cdot m^2}{s^2} = 0,340 J$

Kuglen har altså fået en kinetisk energi på 0,34 Joule.

Eksempel 2

Vi regner i dette eksempel på energien fra en vindmølle. Den mølle bliver målt til at have 24 omdrejninger i minuttet. Det vil sige 0,4 omdrejninger i sekundet. Da vinkelhastighed måles i radianer per sekund har vi altså:

$\omega = 0,4 \cdot 2 \pi = 2,51 s^{-1}$

Vindmøllens inertimoment er målt til 30 kg·m².

$E = \frac{1}{2} \cdot 30 kg\cdot m^2 \cdot \left ( 2,51 s^{-1} \right )^2 = 15 kg\cdot m^2 \cdot 6,32s^{-2} = 94,75 J$

Vindmøllen har altså en kinetisk energi på 94,75 J.

Seneste indlæg
9: Perspektivering i samfundsfag mu... (0)
V: Energiomsætning (0)
9: Frugtbar jord? (0)
B: opløselighedsprodukt (3)
B: Le Chateliers princip (0)

Populære indlæg
9: Perspektivering i samfundsfag mu... (0)
B: Bestem radius for cirkelbuen gen... (4)
B: Areal af facade (16)
B: opløselighedsprodukt (3)
UniTEST farmaci (4)

Hjælp: Support | FAQ | Stopplagiat.nu

Se også: Skolediskusjon.no | Studienet.dk | Studienett.no | Studienet.se