Jaka jest różnica między potencjałem a energią kinetyczną?
Różnica między potencjałem a energią kinetyczną sprowadza się do bardzo prostej właściwości obiektu. Jeśli obiekt się porusza, ma energię kinetyczną lub energia kinetyczna jest energią ruchu. Energia potencjalna to energia przechowywana w obiekcie i może być uwalniana w odpowiednich warunkach. Dlatego różnica między potencjałem a energią kinetyczną sprowadza się do tego, czy obiekt się porusza, czy nie.
Wiele obiektów ma energię potencjalną, które można uwolnić na wiele różnych sposobów. Paliwa i żywność zawierają energię potencjalną, która jest odpowiednio uwalniana jako energia ciepła lub chemiczna. Sprężyny zawierają również energię potencjalną. Po uwolnieniu wiosny energia potencjalna jest uwalniana jako energia kinetyczna. Innym przykładem energii potencjalnej jest grawitacyjna energia potencjalna.
Grawitacyjna energia potencjalna jest rodzajem energii, którą obiekt ma, ponieważ jest podniesiony nad ziemią. Ilość grawitacyjnej energii potencjalnej, jaką ma obiekt, który jest podnoszonywydobywane przez pomiar ilości pracy, jaką wykonana jest, aby uzyskać tam obiekt przy użyciu wysokości jego podniesionej (h), jego masy (m) i grawitacyjnego ciągnięcia ziemi (g), która wynosi 10 n/kg. Wzór grawitacyjnej energii potencjalnej jest gpe = mgh. Na przykład podnoszona waga 50 kg 5 m miałaby gpe 50 x 5 x 10 lub 2500 dżuli (j), jednostkę energii.
Jeśli ciężar zastosowany w poprzednim przykładzie został uwolniony, jego grawitacyjna energia potencjalna zmieniłaby się w energię kinetyczną. Waga zaczyna się tylko od grawitacyjnej energii potencjalnej, gdy jest ona trzymana nad ziemią. Po zwolnieniu zaczyna przyspieszyć w kierunku ziemi z powodu przyciągania grawitacyjnego. W tej chwili będzie miał energię potencjalną i kinetyczną. Im bliżej zbliża się na ziemię, tym więcej energii potencjalnej jest przenoszona do energii kinetycznej, dopóki nie trafi w ziemię, a cała energia mazamienione w energię kinetyczną.
Jest to zasada ochrony energii w fizyce. Ochrona energii stwierdza, że energia nie może być ani zniszczona, ani utworzona i jest to podstawowe prawo fizyki. Z góry początkowo grawitacyjna energia potencjalna została przeniesiona z pracy, aby podnieść wagę. Po drugie, energia kinetyczna została przeniesiona z przechowywanej energii potencjalnej grawitacyjnej podnoszonej masy. Innymi słowy, potencjał i energia kinetyczna są takie same.
Energia kinetyczna jest obliczana przy użyciu masy (m) obiektu i jego prędkości (v) w następującym równaniu - Ke = ½ mV 2 (masa x prędkość podzielona przez 2). Korzystając z naszego powyższego przykładu, znamy już energię kinetyczną wagi, ponieważ potencjał i energia kinetyczna są takie same. Waga ma energię kinetyczną 2500 J tuż przed uderzeniem w ziemię. Możemy użyć tego do określenia jego prędkości, gdy uderza w ziemię lub prędkość wpływu. Przegrupowanie formułyW przypadku energii kinetycznej otrzymujemy - V 2 = 2ke/m lub v 2 = 2 x 2500/50 = 100, więc prędkość uderzenia masy wynosi 10 m/s (korzeń kwadratowy 100).