Кинетическая энергия в физике

Кинетическая энергия

Энергия, которой обладает тело при движении, называется кинетической энергией. Как и в случае определения энергии вообще, о кинетической энергии можно сказать, что кинетическая энергия — это способность движущегося тела совершать работу.

Найдём кинетическую энергию тела массой т, движущегося со скоростью о. Поскольку кинетическая энергия — это энергия, обусловленная движением, нулевым состоянием для неё является то состояние, в котором тело покоится. Найдя работу, необходимую для сообщения телу данной скорости, мы найдём его кинетическую энергию.

Рис. 51

Для этого подсчитаем работу на участке перемещения при совпадении направлений векторов силы и перемещения (рис. 51). В этом случае работа равна

(1.44)

где
Для движения точки с ускорением выражение для перемещения имеет вид:

(1.45)

где — начальная скорость.
Подставив в уравнение (1.44) выражение для из (1.45) и воспользовавшись вторым законом Ньютона , получим:

(1.46)

Выразив ускорение через начальную и конечную скорости и подставив в (1.46), имеем:
или

Приравняв теперь начальную скорость к нулю: , получим выражение для кинетической энергии:

(1.47)

Таким образом, движущееся тело обладает кинетической энергией. Эта энергия равна работе, которую необходимо совершить, чтобы увеличить скорость тела от нуля до значения .
Из (1.47) следует, что работа силы по перемещению тела из одного положения в другое равна изменению кинетической энергии:

(1.48)

Равенство (1.48) выражает теорему об изменении кинетической энергии:

Изменение кинетической энергии тела (материальной точки) за некоторый промежуток времени равно работе, совершённой за это время силой, действующей на тело.



Эта лекция взята со страницы лекций по всем темам предмета физика:

Предмет физика

Возможно эти страницы вам будут полезны:

Мощность в физике
Простые механизмы. КПД механизмов в физике
Потенциальная энергия в физике
Закон сохранения механической энергии в физике