Co je rotační energii?

Rotační energie je složkou kinetické energie, která vychází z rotace těla. Výsledkem je, když se jakákoli forma hmoty točí kolem středu rotace. Může být přeměněna na jiné formy energie, nejčastěji na translační a tepelnou energii. Existuje mnoho analogií mezi rotační kinetickou energií a lineární kinetickou energií. Existuje několik praktických aplikací pro rotační energii, jako je ukládání energie v rotujícím setrvačníku.

Zákon zachování energie tvrdí, že celkové množství energie v izolovaném systému musí v průběhu času zůstat konstantní. Energetické ztráty jednoho typu musí vést k energetické zisky jiného typu. Přenos energie mezi typy často probíhá výměnou hybnosti mezi atomovými částicemi hmoty. Příklady různých forem energie zahrnují kromě rotace také chemickou, potenciální a tepelnou. Rotační energie je proto jedním z mnoha možných způsobů, jak může hmota držet energii.

Existuje mnoho analogií mezi rotační energie a lineární kinetické energie. Místo toho, aby hmota, rotační systémy mají moment setrvačnosti. Okamžik setrvačnosti lze považovat za odpor vůči úhlovému zrychlení - je to podobné tomu, jak je hmota odporem k lineárnímu zrychlení. Momenty setrvačnosti se zvyšují, když je hmota dále od středu rotace. Důvodem je to, že je obtížnější dosáhnout otáčení systému, pokud je jeho hmota umístěna daleko od centra.

Podobně rotační systémy mají úhlovou rychlost místo lineární rychlosti. Úhlová rychlost se měří v radiánech za sekundu, což se rovná přibližně 57,3 stupně za sekundu. Jak vysoký moment setrvačnosti, tak vysoká úhlová rychlost odpovídají vysoké rotační energii. Podle zákona zachování energie může být stejné množství rotační energie získáno snížením momentu setrvačnosti systému a zvýšením úhlové rychlosti.

Jednou z praktických aplikací rotační energie je použití setrvačníkových baterií. Stejně jako standardní baterie ukládá elektrickou energii, i setrvačníková baterie ukládá rotační energii. Ve vlaku s baterií setrvačníku může být lineární kinetická energie pohybujícího se vlaku přenesena na rotační energii palubního setrvačníku. Účinkem tohoto převodu bude snížení rychlosti vlaku. Pokud se neztrácí žádná energie, může být veškerá energie pohybu vlaku uložena v setrvačníku a později použita k opětovnému zrychlení vlaku.