Kinetische Energie

Kinetische Energie. Was ist es?

Kinetische Energie. Was ist es?

Kinetische Energie ist die Energie, die in einem Körper enthalten ist, weil sie in Bewegung ist. Die kinetische Energie ist die Menge an Arbeit, die benötigt wird, um einen Körper einer gegebenen Masse auf eine bestimmte Geschwindigkeit zu beschleunigen (linear oder rotierend). Diese Energie, die während der Beschleunigung erhalten wird, bleibt unverändert, solange dieser Körper seine Geschwindigkeit nicht ändert.

In der klassischen Mechanik ist die lineare kinetische Energie (ohne Rotation) eines Objekts der Masse m, die mit der Geschwindigkeit v fährt, ½ · m · v2. In der relativistischen Mechanik ist es eine gute Annäherung nur, wenn die Geschwindigkeit viel weniger ist als die Lichtgeschwindigkeit.

Die Maßeinheit der kinetischen Energie im internationalen System der Einheiten ist Joule (J).

Leistungstransformation

Energie kann in vielen Formen, einschließlich chemischer Energie, thermische Energie, elektromagnetische Strahlung, Gravitationsenergie, elektrische Energie, elastische Energie, Kernenergie und Ruhe Energie manifestiert werden. Alle diese Arten von Energie können in zwei Hauptklassen eingeteilt werden: potenzielle Energie und kinetische Energie. Kinetische Energie ist die Energie der Bewegung eines Objekts. Kinetische Energie kann zwischen Objekten übertragen und in andere Arten von Energie umgewandelt werden.

Beispiele für die Umwandlung der kinetischen Energie

Energie eines Typs kann in Energie eines anderen Typs umgewandelt werden. Um diesen Aspekt zu verstehen, wird ein Beispiel nützlich sein. Ein Autofahrer nutzt die chemische Energie, die durch die Verbrennung von Benzin in einem thermischen Motor zur Beschleunigung des Motorrads bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit zur Verfügung gestellt wird. Auf einer ebenen Fläche kann diese Geschwindigkeit ohne weitere Arbeit beibehalten werden, außer um den Luftwiderstand und die Reibung mit Luft und zwischen den Motorelementen zu überwinden. Chemische Energie wurde in kinetische Energie umgewandelt, die Energie der Bewegung, aber der Prozess ist nicht ganz effizient und produziert Wärme im Inneren des Motors.

Zu einem gewissen Punkt konnte der Reiter diese Geschwindigkeit nutzen, um einen Hang zu besteigen, bis das Fahrrad ein paar Meter höher blieb. Zu diesem Zeitpunkt ist alle kinetische Energie zu potentieller Energie geworden. Wenn der Reiter den Abzug nutzen will, um die Geschwindigkeit wiederherzustellen, wird sich die potentielle Energie zu diesem Zeitpunkt wieder in kinetische Energie umwandeln.

Weil die kinetische Energie von der Geschwindigkeit abhängt, hängt diese Art von Energie von dem Bezugspunkt des Beobachters ab. Die Geschwindigkeit des Motorrades ist nicht aus der Sicht des Autofahrers (in diesem Fall wäre null), der eines Beobachters, der ihn an der Seite der Straße beobachtet, oder der eines Astronauten, der ihn von einem Auto beobachtet, nicht gleich ist In die andere Richtung .

Kinetische Energie kann von einem Objekt zum anderen wechseln. Dieser Effekt kann in dem Augenblick beobachtet werden, in dem ein Billardkugel einen weiteren Billardkugel trifft, der in Ruhe war: Teil (oder alle) der kinetischen Energie des ersten Balles wird auf den zweiten Ball übertragen.

Geschichte der kinetischen Energie

Der Ursprung des kinetischen Adjektivs stammt aus dem griechischen Wort Kinesis, was Bewegung bedeutet. Die Dichotomie zwischen kinetischer Energie und potentieller Energie geht zurück auf Aristoteles Konzepte von Wirklichkeit und Potenzial.

Die erste Beziehung zwischen Massenenergie und Geschwindigkeit in der klassischen Mechanik wurde von Gottfried Leibniz und Johann Bernoulli entwickelt, der die kinetische Energie als lebendige Kraft beschrieb. Später stellte Gravesande de Willem von den Niederlanden experimentelle Beweise für diese Beziehung vor. Durch das Fallen von Gewichten aus verschiedenen Höhen in einen Block von Ton, Gravesande de Willem festgestellt, dass seine Tiefe der Penetration war proportional zum Quadrat seiner Aufprallgeschwindigkeit. Emilie du Châtelet erkannte die Implikationen des Experiments und veröffentlichte eine Erklärung.

Die Begriffe kinetische Energie und Arbeit in ihren gegenwärtigen wissenschaftlichen Bedeutungen gehen auf die Mitte des neunzehnten Jahrhunderts zurück. Der erste, der dies versteht, war Gaspard-Gustave Coriolis, der 1829 den Artikel mit dem Titel Du Calcul de l'Effet des Machines veröffentlichte, in dem die Mathematik der kinetischen Energie skizziert wurde. William Thomson, später Lord Kelvin, wird mit dem Prägen des Begriffs "kinetische Energie" gutgeschrieben.

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Geändert am: 30. August 2017

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