Kinetik enerji

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Şuraya atla: kullan, ara

Kinetik enerji, bir cismin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjidir. Cismin hareketine göre üç çeşit kinetik enerji vardır.

Öteleme kinetik enerjisi[değiştir | kaynağı değiştir]

Doğrusal bir yolda giden cismin kinetik enerjisidir.

olarak ifade edilir.

  • m: kütle (kilogram)
  • v: hız (m/s)
  • E: enerji (joule)

Formülün türetilişi[değiştir | kaynağı değiştir]

Sabit bir F kuvveti altında, doğrusal bir yolda x kadar yol alan bir cisim düşünelim. x yolunun sonunda cismin sahip olduğu enerji, F kuvvetinin yaptığı işe eşittir. Yani

Newton'un ikinci kanununa göre bir cisme etkiyen net kuvvet, ona kütlesiyle ters orantılı ivme kazandırır. Yani

Kinematik denklemlerine göre

x'i çekersek

İkinci denklemdeki Fyi ve, üçüncü denklemdeki x terimini birinci denkleme koyarsak

Dönme kinetik enerjisi[değiştir | kaynağı değiştir]

Kütle merkezinden geçen bir doğru etrafında dönen cisimlerin sahip olduğu kinetik enerjidir.

ile ifade edilir.

Formülün türetilişi[değiştir | kaynağı değiştir]

açısal hızıyla dönen bir cismi parçalara ayırırsak, tüm parçaların toplam enerjisi bize cismin kinetik enerjisini verir. Yani

Düzgün dairesel hareket yapan cisimlerde aşağıdaki eşitlik vardır:

yerine yazarsak
paranteze alalım

İşte bu ifadenin parantez içindeki kısmına eylemsizlik momenti denir ve ile gösterilir. Cismin şekline bağlıdır.

Yüksek hızda kinetik enerji[değiştir | kaynağı değiştir]

Newton mekaniği'nin yasaları, sadece ışık hızına kıyasla küçük hızlarda hareket eden parçacıkların hareketlerini tanımlamada geçerlidir. Parçacık hızları c ile karşılaştırılabilir olduğunda, Newton mekaniğindeki denklemler, yerini görelilik teorisinin öngördüğü daha genel denklemlere bırakır. Görelilik teorisine göre, çok büyük hızıyla hareket eden kütleli bir parçacığın kinetik enerjisi:

ile verilir.

Bu ifadeye göre c den daha büyük hızlar yoktur. Çünkü v c ye yaklaşırken E sonsuza gider.