에너지 - 개념, 유형 및 예제

운동에너지가 무엇인지 설명드리겠습니다. 또한 위치에너지와 운동에너지의 차이와 몇 가지 예도 있습니다.

운동에너지는 물체에 움직임을 주는 에너지이다.

운동에너지란 무엇입니까?

운동 에너지는 신체나 시스템이 움직임 으로 인해 갖게 되는 에너지입니다 .

물리학에서는 주어진 질량을 가진 물체에 작용하는 모든 힘이 수행하는 일 의 양으로 정의하며 , 초기 속도에서 다른 최종 속도로 물체를 가속하는 데 필요합니다. 관성의 법칙 에 따라 해당 속도에 도달하면 축적된 운동 에너지의 양은 일정하게 유지됩니다. 즉, 다른 힘이 신체에 다시 작용하여 신체에 일을 가하고 속도를 변경하지 않는 한 변화하지 않습니다. 따라서 운동 에너지입니다.

운동 에너지 는 종종 기호 Ec(경우에 따라 E + 또는 E – 가 될 수 있음)로 표시 되지만 기호 T 또는 K 도 때때로 사용 됩니다 . 일반적으로 줄(J)로 표시됩니다.

다음과 같은 고전 역학 의 다양한 공식을 사용하여 물체의 운동 에너지를 결정할 수 있습니다 . E c = (mv 2 ) / 2 여기서 m 은 물체의 질량(Kg)이고 v는 물체의 속도(m/s) 입니다. . 따라서 1J = 1Kg.1m 2 /s 2 입니다 .

다른 유형의 에너지 와 마찬가지로 역학은 열 및 다른 형태의 에너지 로 변환될 수 있습니다 .

참조: 전기 에너지

연구현상에 따른 운동에너지

운동 에너지에 대한 연구는 분석할 현상에 필요한 이론적 틀에 따라 달라집니다.

• 고전 역학에서. 운동 에너지는 신체의 질량과 속도에 따라 달라지며, 이는 항상 빛의 속도 보다 훨씬 느립니다 .

• 상대론적 역학에서. 물체의 속도( v )가 빛의 속도(물리학에서는 문자 c 로 표시됨 )에 가까운 현상이 연구됩니다. 이러한 경우 운동 에너지 공식은 특히 이 에너지가 v/c 비율에 따라 달라지기 때문에 고전적인 경우와 다릅니다.

• 양자 역학에서. 전자 와 같은 아원자 입자 와 관련된 사건이 설명됩니다 . 운동에너지를 포함한 물리량을 확률을 나타내는 파동함수로 표현하는 매우 복잡한 이론이다 .

위치 에너지와 운동 에너지의 차이

운동 에너지(E c )와 위치 에너지(E p )를 더하면 물체나 시스템의 기계적 에너지 (E m ) 가 됩니다 . 그러나 첫 번째는 움직이는 물체에 관한 것이고 두 번째는 정지한 물체 내에 축적된 에너지의 양과 관련이 있다는 점에서 구별됩니다.

즉, 위치 에너지는 물체나 시스템이 주변 힘의 장에 대해 어떻게 위치하는지에 따라 달라지는 반면, 운동 에너지는 물체나 시스템이 수행하는 움직임과 관련이 있습니다.

위치 에너지에는 세 가지 유형이 있습니다.

• 중력 위치 에너지. 이는 물체의 높이와 물체 에 대한 중력의 인력과 관련이 있습니다 .

• 탄력있는 위치 에너지. 이는 외부 힘(예: 스프링)에 의해 강제로 버려진 특정 물체가 원래의 모양을 회복하려는 경향과 관련이 있습니다.

• 전기적 위치 에너지. 이는 전하를 초기 위치에서 최종 위치로 이동시키기 위해 정전기력에 의해 수행되는 음의 일로 정의됩니다.

더보기: 위치에너지

운동에너지의 예

공이 떨어지면 운동에너지를 얻습니다.

운동에너지의 존재가 확인되는 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

• 공중 으로 공을 던집니다 . 우리는 공에 힘을 가하여 공을 공중으로 던지고 중력으로 인해 떨어지게 합니다. 그렇게 함으로써 그는 다른 플레이어가 그것을 멈출 때 그것을 멈추고 유지하고 싶다면 동일한 규모의 작업으로 보상해야 하는 운동 에너지를 얻게 될 것입니다.

• 롤러코스터 자동차. 놀이공원의 롤러코스터 자동차는 떨어지기 시작하는 순간까지 위치에너지를 갖게 되며 속도와 질량에 따라 운동에너지가 증가하게 됩니다. 차가 비어 있을 때보다 차가 가득 차면 후자는 더 커질 것입니다(질량이 더 크기 때문입니다).

• 누군가를 땅바닥 에 쓰러뜨립니다 . 우리가 친구를 향해 달려가서 그에게 몸을 던진다면, 경주 중에 우리가 얻는 운동 에너지는 그의 몸의 관성을 극복하고 그를 쓰러뜨릴 것입니다. 가을에는 두 몸 모두 관절 운동 에너지를 추가하고 마침내 움직임을 멈추는 땅이 됩니다 .