Kinetična energija

Iz Wikipedije, proste enciklopedije

Kinétična energíja je energija, ki jo ima telo zaradi svojega gibanja. Izračunamo jo lahko kot delo, potrebno, da telo spravimo v gibanje.

[uredi] Kinetična energija v klasični mehaniki

Točkasto telo se lahko giblje le translacijsko, s čimer je povezana translacijska kinetična energija

$W_k = \frac{1}{2} m v^2$

Pri tem je m masa telesa, v pa njegova hitrost.

Telesa, ki niso točkasta, se lahko tudi vrtijo okoli svoje osi. S tem je povezana vrtilna ali rotacijska kinetična energija

$W_k = \frac{1}{2} J \omega^2$

Pri tem je J vztrajnostni moment telesa, ω pa njegova kotna hitrost.

V splošnem lahko vsako gibanje togega telesa razstavimo na translacijsko gibanje ter vrtenje okoli lastne osi, zato lahko njegovo kinetično energijo izračunamo kot vsoto translacijske kinetične energije težišča ter rotacijske kinetične energije pri vrtenju okoli osi, ki prebada težišče.

[uredi] Kinetična energija v relativistični mehaniki

V posebni teoriji relativnosti navadno označujemo kinetično energijo s črko T. Kinetična energija delca z maso m, ki se giblje s hitrostjo v, je definirana kot razlika polne in lastne energije:

$T = W - W_0 = m c_0^2 \left[ \frac{1}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c_0^2}}} -1 \right]$

Pri tem je W polna energija, W₀ lastna energija in c₀ hitrost svetlobe v praznem prostoru.

Kinetična energija je sestavljena iz dveh členov, od katerih je prvi - polna energija - komponenta vektorja četverca gibalne količine, drugi - lastna energija - pa skalar.

[uredi] Kinetična energija v kvantni mehaniki

V kvantni mehaniki ustreza kinetični energiji operator kinetične energije, ki deluje v prostoru valovnih funkcij. Definiramo ga posredno prek operatorja gibalne količine:

$\hat{T}=\frac{\hat{p}^2}{2m}$