Energia kinetyczna jest, zgodnie z definicją, wartością równą połowie masy poruszającego się ciała pomnożonej przez kwadrat prędkości tego ciała. To jedno z najważniejszych pojęć we współczesnej mechanice. Krótko mówiąc, jest to energia ruchu, czyli różnica między energią całkowitą a energią spoczynkową. Jednak jego istota nie jest w pełni uwzględniona we współczesnej nauce.
Energia kinetyczna (z gr. Kinema - ruch) ciała w stanie
nieruchomość wynosi zero. Często ta wartość kojarzy się nie tylko z masą i prędkością. Tak więc, zgodnie z jedną definicją, energia kinetyczna to praca wykonana przy określonej prędkości. Mierzone w dżulach.
Energia kinetyczna układu jest wielkością ściśle powiązaną z prędkością każdego z jego punktów.
Rozważany jest zarówno w ruchu translacyjnym, jak i obrotowym. Pierwszy przypadek został już szczegółowo wyjaśniony powyżej, jest to połowa masy obiektu pomnożona przez kwadrat jego prędkości. A energia kinetyczna obrotu ciała jest reprezentowana jako suma kinetykienergie każdej z elementarnych objętości danego ciała. Lub jako wartość momentu bezwładności pomnożoną przez kwadrat prędkości kątowej podzielonej przez dwa.
Powiedzmy, że jest jakieś sztywne ciało, które porusza się wokół osi
naprawione przechodzenie przez nią. Obiekt ten można podzielić na małe objętości elementarne, z których każda ma swoją masę elementarną. Przedmiotowe ciało porusza się wokół ustalonej osi. W tym przypadku każda z elementarnych objętości opisuje okrąg o odpowiednim promieniu. Prędkość kątowa ich obrotu jest taka sama. A zatem energia kinetyczna danego ciała jest sumą energii kinetycznych wszystkich jego objętości elementarnych poruszających się wokół osi. Uproszczona wersja tego wzoru to połowa iloczynu kwadratu prędkości kątowej i momentu bezwładności.
W niektórych przypadkach energia kinetyczna jest sumą energii translacyjnej i obrotowej. Na przykład walec toczący się bez poślizgu po nachylonej linii. Poruszając się do przodu, wykonuje ruch do przodu, ale porusza się również wokół własnej osi.
Jednym ze składowych energii kinetycznej obrotu jest moment bezwładności, o którym wspomniano powyżej. Zależy od całkowitej masy ciała, a także od jej rozkładu względem osi obrotu. Co to jest? Jest to miara bezwładności ruchu wokół osi, tak jak w ruchu postępowym miarą bezwładności jest masa. To bardzo ważna wartość. Im większy moment bezwładności, tymtrudniej jest wprowadzić ciało w stan rotacji. Prędkość kątowa charakteryzuje prędkość, z jaką ciało sztywne porusza się wokół własnej osi. Jednostką miary jest rad/s. Prędkość kątowa to stosunek kąta obrotu do przedziału czasu, w którym ten kąt mija obracający się obiekt.
Twierdzenie o energii kinetycznej można sformułować w następujący sposób: praca siły wypadkowej przyłożona do określonego ciała jest równoważna zmianie energii kinetycznej tego ciała.
