Кинетическая энергия

Энергия - одно из наиболее важных и сложных понятий. Причем не только в физике, но и в других науках. А что же такое кинетическая энергия?

Рассмотрим два примера. Шайба, попадая в сетку ворот, прогибает ее. Молот для забивания свай, падая на сваю, загоняет ее в землю на некоторую глубину. Чтобы сильнее прогнуть сетку или глубже забить сваю, шайба и молот должны иметь бо́льшую скорость. И шайба, и молот совершили работу. При этом скорость их движения изменилась (уменьшилась до нуля). Совершенные ими работы были разными, даже если предположить, что скорости движения были одинаковыми. Но массы молота и шайбы не равны.

Если тело способно совершить работу, то оно обладает энергией. В физике энергию движущегося тела называют кинетической (от греч. kinetikos - приводящий в движение). Кинетическая энергия обозначается буквой \(К\) (или \(E_{К}\)) и измеряется в СИ в тех же единицах, что и работа, т. е. в джоулях.

Большая кинетическая энергия движущихся тел - камня, автомобиля, железнодорожного состава, метеорита и др. - означает, во-первых, что при разгоне их до данной скорости разгоняющей силой была совершена большая работа и, во-вторых, при их остановке тормозящей силой будет совершена такая же большая работа.

Из примеров следует, что кинетическая энергия зависит от массы тела и скорости его движения. Какой является эта зависимость?

Опыты показывают, что кинетическая энергия прямо пропорциональна массе тела и квадрату скорости его движения: \[К = \frac{mv^{2}}{2}.\]

Обратите внимание!

Увеличение скорости движения тела, например в 4 раза, приводит к возрастанию кинетической энергии в 16 раз. Об этом должны всегда помнить водители и пешеходы.

Главные выводы:

  1. Кинетическая энергия выражает способность движущихся тел совершать работу.
  2. Кинетическая энергия, как и работа, измеряется в джоулях.
  3. Кинетическая энергия тела зависит от его массы и скорости.
  4. Изменить (увеличить или уменьшить) кинетическую энергию тела можно только путем совершения работы (положительной или отрицательной).

Читать далее