Was ist der Unterschied zwischen kinetischer Energie und potentieller Energie?

Um einen Körper in Bewegung zu versetzen, ist die Arbeit die notwendige Voraussetzung. Um diese Arbeit auszuführen, ist es gleichzeitig notwendig, etwas Energie zu verbrauchen.

Energie charakterisiert den Körper in Bezug auf die Fähigkeit, Arbeit zu produzieren. Die Maßeinheit für die Energie ist Joule, abgekürzt mit [J].

Die Gesamtenergie eines mechanischen Systems entspricht dem Gesamtwert von Potenzial und kinetischer Energie. Daher ist es üblich, potentielle und kinetische Energie als Varietäten mechanischer Energie zuzuordnen.

Wenn es sich um biomechanische Systeme handelt, besteht die Gesamtenergie solcher Systeme zusätzlich aus Wärme und Energie von Stoffwechselprozessen.

Wenn in isolierten Körpersystemen nur die Schwerkraft und die Elastizität auf sie einwirken, bleibt die Größe der Gesamtenergie unverändert. Diese Aussage ist ein Energieerhaltungsgesetz.

Was ist die eine und die andere Art von mechanischer Energie?

Über potentielle Energie

Potenzielle Energie ist die Energie, die durch die gegenseitige Position der Körper oder die Komponenten dieser Körper, die miteinander interagieren, bestimmt wird. Mit anderen Worten, diese Energie wird durch den Abstand zwischen den Körpern bestimmt .

Wenn zum Beispiel ein Körper herunterfällt und sich auf dem Weg des Herunterfallens um ihn herum in Bewegung setzt, erzeugt die Schwerkraft positive Arbeit. Im Gegenteil, wenn wir den Körper aufrichten, können wir über die Produktion von negativer Arbeit sprechen.

Mögliche Energieformel

Folglich hat jeder Körper, obwohl er sich in einer gewissen Entfernung von der Erdoberfläche befindet, potentielle Energie. Je größer die Größe und das Gewicht, desto höher der Wert der vom Körper geleisteten Arbeit. Zur gleichen Zeit ist im ersten Beispiel, wenn der Körper herunterfällt, die potentielle Energie negativ, und wenn sie erhöht wird, ist die potentielle Energie positiv.

Dies liegt an der Gleichheit der Arbeit der Schwerkraft im Wert, aber dem Gegenteil des Zeichens der Änderung der potentiellen Energie.

Ein Beispiel für das Auftreten von Wechselwirkungsenergie kann auch ein Objekt sein, das einer elastischen Verformung unterliegt - eine zusammengedrückte Feder: Beim Begradigen wirkt sie auf die elastische Kraft. Hier geht es um die Arbeitsleistung aufgrund einer Veränderung der Lage der Körperteile zueinander während der elastischen Verformung.

Zusammenfassend stellen wir fest, dass absolut jedes Objekt, das von der Schwerkraft oder der Elastizitätskraft betroffen ist, die Energie der Potentialdifferenz hat.

Über kinetische Energie

Kinetische Energie ist diejenige, die der Körper infolge des Bewegungsprozesses zu besitzen beginnt. Auf dieser Basis ist die kinetische Energie ruhender Körper Null.

Formel für kinetische Energie

Der Wert dieser Energie entspricht dem Arbeitsaufwand, der erforderlich ist, um den Körper aus dem Ruhezustand zu bringen und in Bewegung zu versetzen. Mit anderen Worten kann kinetische Energie als Differenz zwischen Gesamtenergie und Ruheenergie ausgedrückt werden.

Die Arbeit der Translationsbewegung, die einen sich bewegenden Körper erzeugt, hängt direkt von der Masse und der Geschwindigkeit im Quadrat ab. Die Arbeit der Drehbewegung hängt vom Trägheitsmoment und dem Quadrat der Winkelgeschwindigkeit ab.

Die Gesamtenergie von sich bewegenden Körpern umfasst beide Arten von Arbeit, sie bestimmt sich nach folgendem Ausdruck: Die Hauptmerkmale der kinetischen Energie:

  • Additivität - definiert die kinetische Energie als die Energie des Systems, die aus einer Menge von materiellen Punkten besteht und der gesamten kinetischen Energie jedes Punktes dieses Systems entspricht;
  • Invarianz in Bezug auf die Drehung des Referenzrahmens - die kinetische Energie ist unabhängig von der Position und Richtung der Geschwindigkeit des Punktes;
  • Erhaltung - Die Kennlinie gibt an, dass die kinetische Energie der Systeme bei Wechselwirkungen unverändert bleibt, wenn sich nur die mechanischen Eigenschaften ändern.

Beispiele für Körper mit potentieller und kinetischer Energie

Alle Objekte, die angehoben sind und sich in einem bestimmten Abstand von der Erdoberfläche befinden, sind in der Lage, potentielle Energie zu besitzen. Dies ist beispielsweise eine Betonplatte, die von einer im Stillstand befindlichen, gespannten Feder eines Krans angehoben wird .

Kinetische Energie hat sich bewegende Fahrzeuge sowie im Allgemeinen jedes rollende Objekt.

Gleichzeitig kann potenzielle Energie in der Natur, in Haushaltsfragen und in der Technik in kinetische und wiederum in potenzielle Energie kinetische Energie übergehen.

Ein Ball, der von einem bestimmten Punkt in die Höhe geworfen wird: In der höchsten Position ist die potentielle Energie des Balls maximal, und der Wert der kinetischen Energie ist Null, weil sich der Ball nicht bewegt und in Ruhe ist. Mit abnehmender Höhe nimmt die potentielle Energie entsprechend ab. Wenn der Ball die Erdoberfläche erreicht, rollt er; Im Moment nimmt die kinetische Energie zu und das Potential wird gleich Null sein.

Einige Körper können beide Arten von mechanischer Energie gleichzeitig besitzen. Als Beispiel nennen wir Wasser, das vom Damm fällt, Pendel und fliegende Pfeile.

Fazit - Wie unterscheidet sich kinetische Energie von potentieller Energie?

Zusammenfassend stellen wir fest, dass beide verschiedene Arten von mechanischer Energie sind . Der Hauptunterschied besteht darin, dass die potentielle Energie die Energie der in einiger Entfernung befindlichen interagierenden Körper und die kinetische Energie die Bewegungsenergie dieser Körper ist.

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