Kinetische Energie: Konzept

Die kinetische Energie ist definitionsgemäßeine Menge, die gleich der halben Masse des beweglichen Körpers ist, multipliziert mit dem Quadrat der Geschwindigkeit dieses Körpers. Dies ist einer der wichtigsten Begriffe der modernen Mechanik. Kurz gesagt, es ist die Bewegungsenergie oder die Differenz von Gesamtenergie und Ruhenergie. Aber sein Wesen ist in der modernen Wissenschaft nicht vollständig verstanden.

Kinetische Energie (aus der Kinema-Gruppe - Bewegung) eines Körpers in einem Zustand

ist Null.Oft ist dieser Wert nicht nur mit Masse und Geschwindigkeit verbunden. Nach einer Definition ist kinetische Energie also eine Arbeit, die mit einer bestimmten Geschwindigkeit ausgeführt wird. Es wird in Joule gemessen.

Die kinetische Energie eines Systems ist eine Größe, die eng mit der Geschwindigkeit jedes ihrer Punkte verbunden ist.

Es gilt als in der Vorwärtsbewegung,und in der Rotation. Der erste Fall wurde oben bereits ausführlich erläutert, das ist die halbe Masse eines Objekts multipliziert mit seiner Geschwindigkeit in einem Quadrat. Und die kinetische Energie der Rotation des Körpers wird als die Summe der kinetischen Energien jedes der Elementarvolumina eines gegebenen Körpers dargestellt. Oder als Wert des Trägheitsmoments multipliziert mit dem Quadrat der Winkelgeschwindigkeit dividiert durch zwei.

Angenommen, es gibt einen festen Körper, der sich um die Achse bewegt

fixiert, passiert es.Dieses Objekt kann in kleine Elementarvolumina unterteilt werden, von denen jedes seine elementare Masse hat. Um die feste Achse herum macht der betrachtete Körper Bewegungen. Jedes der Elementarvolumina beschreibt einen Kreis mit dem entsprechenden Radius. Die Winkelgeschwindigkeit ihrer Rotation ist die gleiche. Und deshalb ist die kinetische Energie eines gegebenen Körpers die Summe der kinetischen Energien all seiner Elementarvolumina, die sich um die Achse bewegen. Eine vereinfachte Version dieser Formel ist das halbe Produkt des Quadrats der Winkelgeschwindigkeit und des Trägheitsmoments.

In einigen Fällen ist die kinetische Energiedie Summe von Translations- und Rotationsenergie. Zum Beispiel, gleiten ohne auf einem geneigten Strichzylinder zu rutschen. Vorwärts bewegt es sich jedoch translatorisch, während es sich auch um seine Achse bewegt.

Eine der Komponenten der kinetischen EnergieRotation - das ist das Moment der Trägheit, von dem es oben erwähnt wurde. Es hängt vom Gesamtkörpergewicht sowie von seiner Verteilung in Bezug auf die Rotationsachse ab. Was ist das? Dies ist ein Maß für die Trägheit der Bewegung um die Achse, ebenso wie bei der fortschreitenden Bewegung das Maß der Trägheit Masse ist. Dies ist eine sehr wichtige Menge. Je größer das Trägheitsmoment ist, desto schwieriger ist es, den Körper in einen Rotationszustand zu bringen. Die Winkelgeschwindigkeit kennzeichnet die Geschwindigkeit, mit der sich der Körper um seine Achse bewegt. Die Maßeinheit ist rad / s. Die Winkelgeschwindigkeit ist das Verhältnis des Drehwinkels zu dem Zeitintervall, über das dieser Winkel das rotierende Objekt passiert.

Der Satz über die kinetische Energie kann ungefähr so ​​formuliert werden: Die Arbeit einer Kraft, die auf einen bestimmten Körper angewendet wird, entspricht einer Änderung der kinetischen Energie eines gegebenen Körpers.