Energia cinética

De WikiLingua.net

Els carros d'una muntanya russa aconsegueixen la seva màxima energia cinética quan estan en el fons de la seva trajectòria. Quan comencen a elevar-se, l'energia cinética comença a ser convertida a energia potencial gravitacional, però, si s'assumeix una fricció insignificant i altres factors de retardo, la quantitat total d'energia en el sistema segueix sent constant.

L'energia cinética d'un cos és una energia que sorgeix en el fenomen del moviment. Aquesta definida com el treball necessari per a accelerar un cos d'una massa donada des de la seva posició d'equilibri fins a una velocitat donada. Una vegada aconseguida aquesta energia durant l'acceleració , el cos manté la seva energia cinética sense importar el canvi de la rapidesa. Un treball negatiu de la mateixa magnitud podria requerir-se perquè el cos torni al seu estat d'equilibri.

[editar] Introducció

Aquest és l'adjectiu "cinético" en el nom energia ve de l'antiga paraula grega per a "moviment" (kinesis). El terme energia cinética i treball i el seu significat científic provenen del segle XIX. Els primers coneixements d'aquestes idees poden ser atribuïts a Gaspard_Gustave Coriolis qui en 1829 va publicar un article titulat Du Calcul de l'Effet donis Machines esbozando les matemàtiques de l'energia cinética. El terme energia cinética s'ha de William Thomson més conegut com Lord Kelvin en 1849.

Existeixen diverses formes d'energia com l'energia química, la calor, la radiació electromagnètica, l'energia nuclear, les energies gravitacional, elèctrica, elàstica, etc, totes elles poden ser agrupades en dos tipus: l'energia potencial i l'energia cinética.

L'energia cinética pot ser entesa millor amb exemples que demostrin com aquesta es transforma d'altres tipus d'energia i a altres tipus d'energia. Per exemple un ciclista vol usar l'energia química que li proporciono el seu menjar per a accelerar la seva bicicleta a una velocitat triada. La seva rapidesa pot mantenir-se sense molt treball, excepte per la resistència de l'aire i la fricció. L'energia convertida en una energia de moviment, coneguda com energia cinética però el procés no és completament eficient i el ciclista també produeix calor.

L'energia cinética en moviment de la bicicleta i el ciclista poden convertir-se en altres formes. Per exemple, el ciclista pot trobar una costa el suficientment alta per a pujar, així que ha de carregar la bicicleta fins al cim. L'energia cinética fins a ara usada s'haurà convertit en energia potencial gravitatoria que pot alliberar-se llançant-se costa a baix per l'altre costat del pujol. (fins a la bicicleta perd molta de la seva energia per la fricció, aquesta mai lliurés tota la velocitat que se li atorga pedaleando. Noti que l'energia no es perd perquè solament s'ha convertit en un altre tipus d'energia per la fricció). Alternativamente el ciclista pot connectar un dinamo a una de les seves rodes i així generar energia elèctrica en el descens. La bicicleta podria estar viatjant mes a poc a poc en el final del pujol perquè molta d'aquesta energia ha estat desviada a fer energia elèctrica. Una altra possibilitat podria ser que el ciclista apliqui els seus frens i en aquest cas l'energia cinética s'estaria dissipant a través de la fricció en energia calórica.

Com qualsevol magnitud física que sigui funció de la velocitat, l'energia cinética d'un objecte no sol depèn de la naturalesa interna d'aquest objecte, també depèn de la relació entre l'objecte i l'observador (en física un observador és formalment definit per una classe particular de sistema de coordenadas anomenat sistema inercial de referència). Magnituds físiques com aquesta són cridades invariantes. L'energia cinética aquesta co-localitzada amb l'objecte i atribuït a aquest camp gravitacional.

[editar] Càlcul

Existeixen diferents sistemes o ecuaciones que es poden usar per a calcular l'energia cinética d'un objecte. En molts casos arriben gairebé a la mateixa resposta, amb diferències molt petites. On difereixen, l'elecció de qual de les teories usar ve determinat per la velocitat de l'objecte i de la seva grandària. Així, si l'objecte es mou a una velocitat molt més baixa que la velocitat de la llum, la mecànica clàssica de Newton serà suficient per als càlculs; però si la velocitat és propera a la velocitat de la llum, la teoria de la relatividad comença a mostrar diferències significatives en el resultat i hauria de ser usada. Si la grandària de l'objecte és petit de nivell sub-atomico, la mecànica cuántica és més apropiada.

[editar] Energia cinética en mecànica newtoniana

[editar] Energia cinética d'una partícula

En mecànica clàssica, l'energia cinética d'un objecte puntual (un cos tan petit que la seva dimensió pot ser ignorada), o en un sòlid rígid que no rote, aquesta donada l'ecuación2 " src="../../../../math/c/6/9/c69b279826434b3af9a007e38aa9529e.png" /\> ]on m és la massa i v és la rapidesa (o velocitat) del cos.

En mecànica clàssica l'energia cinética es pot calcular a partir de l'ecuación del treball i l'expressió d'una força F donada per la segona llei de Newton:.2" src="../../../../math/f/d/c/fdc00e510b0271c235be078e5cdcf836.png" /\>