kinetisk energi – Store norske leksikon (original) (raw)
Figur 1. Pendel med veksling mellom stillingsenergi og kinetisk energi
Figur 2. Den røde grafen viser hvordan et legemes relativistiske kinetiske energi avhenger av dets hastighet, og den grønne hvordan den klassiske kinetiske energien avhenger av hastigheten. Den relativistiske sammenhengen er korrekt for alle hastigheter opp til lyshastigheten, mens den klassiske bare kan brukes når legemets hastighet er mye mindre enn lyshastigheten.
Kinetisk energi er den energien en gjenstand har på grunn av hastigheten sin. Denne energien er lik det arbeidet som må gjøres for å akselerere legemet fra ro til den farten det har. Et legeme i ro har ingen kinetisk energi.
Faktaboks
Også kjent som
bevegelsesenergi
Kinetisk energi kalles også bevegelsesenergi.
Symbolet for energi er E. For å gjøre det klart at det er kinetisk energi, skriver man gjerne E kin.
Eksempel: I en pendel veksler energien mellom potensiell energi (stillingsenergi) og kinetisk energi. Den kinetiske energien er null i ytterstillingen, og maksimal når pendelen passerer likevektsposisjonen.
Bevegelsesenergi kan omdannes til andre typer energi. Når en gjenstand for eksempel kastes oppover i et tyngdefelt og bremser ned, omdannes den kinetiske energien til potensiell energi.
Kinetisk energi og hastighet
Klassisk uttrykk
For alminnelige hastigheter (det vil si hastigheter som er mye mindre enn lyshastigheten), kan den kinetiske energien uttrykkes som
E = ½ _mv_2
Her er m massen til legemet og v er hastigheten. Dette kalles det klassiske uttrykket for kinetisk energi. Den kinetiske energien til et legeme i bevegelse er altså proporsjonal med kvadratet av hastigheten.
Relativistisk uttrykk
Ifølge relativitetsteorien er den kinetiske energien lik
\[E = m_0c^2 \cdot \left(\frac{1}{ \sqrt{1 – \frac{v^2}{c^2} } }− 1\right)\]
der m0 er legemets masse når det er i ro (hvilemassen), v er hastigheten og c er lyshastigheten. Dette er det relativistiske uttrykket for kinetisk energi. Det viser at når farten nærmer seg lyshastigheten, går den kinetiske energien mot uendelig. Dette innebærer at det ikke er mulig å akselerere et legeme fra en lavere hastighet enn lyshastigheten til overlyshastighet.
Rotasjonsenergi og kinetisk energi
Når et legeme roterer med treghetsmoment I og vinkelhastighet ω, er den kinetiske energien
E = ½ Iω2
Dette betyr at jo fortere et legeme roterer, desto større kinetisk energi, i form av rotasjonsenergi, har det.