Wat is het verschil tussen potentiële en kinetische energie?
Het verschil tussen potentiële en kinetische energie komt allemaal neer op een zeer eenvoudige eigenschap van het object. Als een object beweegt, dan heeft het kinetische energie, of kinetische energie is de energie van beweging. Potentiële energie is energie die in een object wordt opgeslagen en onder de juiste omstandigheden kan worden vrijgegeven. Daarom komt het verschil tussen potentiële en kinetische energie neer op het feit of een object beweegt of niet.
Veel objecten hebben potentiële energie die op veel verschillende manieren kan worden vrijgegeven. Brandstoffen en voedsel bevatten potentiële energie, die respectievelijk wordt vrijgegeven als warmte of chemische energie. Veren bevatten ook potentiële energie. Wanneer een veer wordt losgelaten, wordt de potentiële energie vrijgegeven als kinetische energie. Een ander voorbeeld van potentiële energie is gravitatie potentiële energie.
Zwaartekracht potentiële energie is een soort energie die een object heeft doordat het boven de grond wordt geheven. De hoeveelheid zwaartekrachtpotentiele energie die het object heeft terwijl het wordt opgetild, kan worden bepaald door de hoeveelheid werk te meten die het kostte om het object daar te krijgen met behulp van de hoogte die het werd verhoogd (h), de massa (m) en de zwaartekracht van de aarde (g), wat 10 N / kg is. De formule voor gravitatie potentiële energie is GPE = mgh. Een gewicht van 50 kg dat 5 m wordt opgetild, heeft bijvoorbeeld een GPE van 50 x 5 x 10 of 2500 joules (J), de eenheid voor energie.
Als het in het vorige voorbeeld gebruikte gewicht zou vrijkomen, zou de potentiële zwaartekracht ervan veranderen in kinetische energie. Het gewicht begint met alleen zwaartekracht potentiële energie terwijl het boven de grond wordt gehouden. Wanneer het wordt losgelaten, begint het naar de grond te versnellen vanwege de zwaartekracht. Als het dat doet, zal het zowel potentiële als kinetische energie hebben. Hoe dichter het bij de grond komt, hoe meer van zijn potentiële energie wordt overgedragen aan kinetische energie totdat het op het punt staat de grond te raken en alle energie in kinetische energie is veranderd.
Dit is het principe achter het behoud van energie in de natuurkunde. Behoud van energie stelt dat energie niet kan worden vernietigd of gecreëerd en het is een fundamentele wet van de fysica. Van bovenaf werd aanvankelijk de zwaartekracht potentiële energie overgedragen van het werk om het gewicht te heffen. Ten tweede werd de kinetische energie overgedragen van de opgeslagen potentiële zwaartekrachtenergie van het opgeheven gewicht. Met andere woorden, het potentieel en de kinetische energie zijn hetzelfde.
Kinetische energie wordt berekend met behulp van de massa (m) van een object en zijn snelheid (v) in de volgende vergelijking - KE = ½ mv 2 (massa x snelheid in het kwadraat gedeeld door 2). Met behulp van ons bovenstaande voorbeeld, kennen we de kinetische energie van het gewicht al, omdat de potentiële en kinetische energie hetzelfde zijn. Het gewicht heeft een kinetische energie van 2500 J net voordat het de grond raakt. We kunnen dit gebruiken om zijn snelheid te bepalen als het de grond raakt, of zijn impactsnelheid. Door de formule voor kinetische energie te herschikken, krijgen we - v 2 = 2KE / m of v 2 = 2 x 2500/50 = 100, dus de impactsnelheid van het gewicht is 10 m / s (de vierkantswortel van 100).