Что такое вращательная энергия?

Вращательная энергия является компонентом кинетической энергии, которая исходит от вращения тела. Это происходит, когда любая форма материи вращается вокруг центра вращения. Он может быть преобразован в другие виды энергии, чаще всего поступательную и тепловую энергию. Существует много аналогий между кинетической энергией вращения и линейной кинетической энергией. Существует несколько практических применений для энергии вращения, например, хранение энергии в вращающемся маховике.

Закон сохранения энергии гласит, что общее количество энергии в изолированной системе должно оставаться постоянным во времени. Потери энергии одного типа должны приводить к получению энергии другого типа. Передача энергии между типами часто происходит через обмен импульсом между атомными частицами материи. Примеры различных форм энергии включают химическую, потенциальную и тепловую, в дополнение к вращательной. Следовательно, энергия вращения является одним из многих возможных способов удержания энергии материей.

Существует много аналогий между энергией вращения и линейной кинетической энергией. Вместо массы вращательные системы имеют момент инерции. Момент инерции можно рассматривать как сопротивление угловому ускорению - оно похоже на то, как масса является сопротивлением линейному ускорению. Моменты инерции возрастают, когда вещество находится дальше от центра вращения. Это связано с тем, что система вращается сложнее, если ее материя расположена далеко от центра.

Аналогично, вращательные системы имеют угловую скорость вместо линейной скорости. Угловая скорость измеряется в радианах в секунду, что составляет около 57,3 градусов в секунду. Как высокий момент инерции, так и высокая угловая скорость соответствуют высокой энергии вращения. Согласно закону сохранения энергии, такое же количество энергии вращения может быть получено путем уменьшения момента инерции системы при увеличении угловой скорости.

Одним из практических применений энергии вращения является использование батарей маховика. Так же, как стандартная батарея аккумулирует электрическую энергию, маховик аккумулирует энергию вращения В поезде с батареей маховика линейная кинетическая энергия движущегося поезда может передаваться энергии вращения бортового маховика. Эффектом этого перехода будет снижение скорости поезда. Если на тепло не теряется энергия, вся энергия движения поезда может быть сохранена в маховике, а затем использована для ускорения поезда до скорости снова.