Energia kinetyczna
Energia ciał będących w ruchu
Słowo „kinetyczna” pochodzi od greckiego słowa kinesis, co oznacza ruch. Energia kinetyczna to energia, którą posiada ciało tylko dlatego, że się porusza. Im szybciej biegniesz, tym większą masz energię kinetyczną!
Od czego zależy energia kinetyczna?
Wyobraź sobie zderzenie z piłką. Jeśli uderzy Cię powoli tocząca się piłka plażowa, nic się nie stanie. Ale jeśli uderzy Cię z dużą prędkością, poczujesz to! A co jeśli zamiast piłki plażowej byłaby to ciężka kula do kręgli? Efekt byłby jeszcze większy.
- Masa ciała ($m$) – im większa masa, tym większa energia kinetyczna.
- Prędkość ($v$) – im większa prędkość, tym większa energia kinetyczna.
$$E_k = \frac{m \cdot v^2}{2}$$
gdzie:
$E_k$ – energia kinetyczna
$m$ – masa ciała (w kilogramach, $\text{kg}$)
$v$ – prędkość ciała (w metrach na sekundę, $\frac{\text{m}}{\text{s}}$)
Jednostką energii (każdego rodzaju) w układzie SI jest dżul (oznaczany literą J).
$$1\,\text{J} = 1\,\text{kg} \cdot \frac{\text{m}^2}{\text{s}^2}$$
Wpływ prędkości na energię
Zauważ, że we wzorze prędkość jest podniesiona do kwadratu ($v^2$). Oznacza to, że jeśli prędkość wzrośnie 2 razy, to energia kinetyczna wzrośnie aż $2^2 = 4$ razy! Jeśli prędkość wzrośnie 3 razy, energia wzrośnie 9 razy.
Dlatego przekraczanie prędkości w samochodzie jest tak niebezpieczne – samochód jadący 100 km/h ma cztery razy więcej energii kinetycznej niż ten sam samochód jadący 50 km/h. Droga hamowania będzie znacznie dłuższa!