4. Energia kinetyczna

Energię kinetyczną posiada ciało, którego prędkość jest różna od zera.

Energia kinetyczna - jest to energia związana z ruchem ciała.

Rozpędzimy więc ciało do prędkości v. Wartość energii kinetycznej jest równa pracy, jaką trzeba włożyć, aby rozpędzić ciało.

Po wykonaniu tej pracy rozpędzone ciało będzie posiadało energię ruchu (energię kinetyczną).

Ciało będące w spoczynku rozpędzamy do prędkości v działając na niego siłą. Ciało ma masę m i w wyniku rozpędzania uzyska przyspieszenie a i przebędzie drogę w czasie t:

Zmiana energii kinetycznej ciała jest więc równa wykonanej pracy. Ponieważ ciało posiada początkową energię kinetyczną równą zero (znajduje się w spoczynku) możemy wyznaczyć energię kinetyczną ciała:

Lepiej jest wyrazić energię kinetyczną za pomocą masy ciała i jego prędkości. Korzystamy z II zasady dynamiki i wzorów na ruch zmienny

Energia kinetyczna jak widać zależy od masy i prędkości ciała. Energia kinetyczna zależy bardziej od prędkości niż od masy ciała (kwadrat prędkości). Praca związana z rozpędzaniem ciała o kolejny metr na sekundę jest większa dla ciał poruszających się szybko, niż dla tych wolnych. Nawet w próżni więcej pracy musimy wykonać by rozpędzić ciało poruszające się szybciej niż wolniejsze o tą samą różnicę prędkości.

PRZYKŁAD 1. Ciało A ma prędkość , ciało B ma prędkość . Oba ciała mają masę 100kg. Zwiększamy prędkość ciał

o . Oblicz jaką mają energię kinetyczną ciał po rozpędzeniu. Jaką pracę wykonano?

Dane: Rozwiązanie:

Energia kinetyczna ciała A i B przed rozpędzeniem:

Energia kinetyczna ciała A i B po rozpędzeniu:

Praca wykonana przy rozpędzaniu ciał:

Odpowiedź: Ciało B ma większa energię kinetyczną. Praca wykonana nad ciałem B jest większa.