Kinetická energie

Kinetická energie (též pohybová energie) je jeden z druhů mechanické energie, kterou má pohybující se těleso. Velikost kinetické energie závisí na hmotnosti a rychlosti tělesa. Je-li těleso v klidu, má nulovou kinetickou energii. Protože pohyb těles je relativní, záleží hodnota kinetické energie na tom, z jaké vztažné soustavy těleso pozorujeme.

Obsah

1 Značení
2 Výpočet
- 2.1 Newtonova mechanika
- 2.2 Speciální teorie relativity
3 Vlastnosti
4 Související články

[editovat] Značení

Značka: běžně $E k$ , v teoretické mechanice často $T$
Základní jednotka SI: joule, zkratka J
Další jednotky: viz Energie

[editovat] Výpočet

Vykoná-li síla působící na těleso s kinetickou energií $E k 1$ práci $W$ , dojde ke změně kinetické energie na hodnotu $E k 2$ , přičemž platí

$\Delta E_k = E_{k2}-E_{k1} = W \,.$

Změna kinetické energie je rovna práci, kterou vykoná výslednice působících sil.

Pro elementární přírůstek lze psát

$\mathrm{d}E_k = \mathrm{d}W \,$

Integrací elementárních přírůstků lze pak získat celkovou hodnotu kinetické energie.

[editovat] Newtonova mechanika

V rámci Newtonovy mechaniky je kinetická energie určena vztahem

$E_k = \frac12 m \mathbf{v}^2$ ,

kde $m$ je hmotnost tělesa, $\mathbf v$ je rychlost tělesa. Místo rychlosti lze totéž vyjádřit pomocí hybnosti $\mathbf{p}=mv$ .

$E_k = {\mathbf{p}^2 \over 2m}$

Rychlost i hybnost jsou vektory, proto by měly ve vztazích vystupovat jako vektory a nikoli skaláry. Zde však na jejich směru nezáleží – kinetická energie vyjde stejná, změní-li se směr pohybu a zachová-li se velikost rychlosti. Druhou mocninu vektoru rychlosti či hybnosti ve vzorcích je třeba chápat jako skalární součin vektoru se sebou samým. Výsledkem této operace je „shodou okolností“ druhá mocnina velikosti vektoru.

[editovat] Speciální teorie relativity

V rámci speciální teorie relativity lze získat přesnější vztah

$E_k = mc^2 - m_0c^2 = \left({{1\over\sqrt{1 - v^2/c^2}} - 1}\right) m_0c^2 \,$ ,

kde m je hmotnost tělesa v pohybu, m₀ je klidová hmotnost, v je rychlost tělesa a c je rychlost světla.

Tento vzorec lze pomocí Taylorova rozvoje přepsat do tvaru nekonečné řady

$E_k = {1\over 2}m_0v^2 + {3\over 8}m_0\left({v^4\over c^2}\right) + {5\over 16}m_0\left({v^6\over c^4}\right) + \dots \,$ ,

z níž je vidět, že při rychlostech mnohem menších než c je významný jen první člen a platí newtonovský vzorec.

[editovat] Vlastnosti

Kinetická energie nemůže být nikdy záporná.
Kinetická energie nezávisí na směru pohybu, ale pouze na velikosti rychlosti.
Kinetická energie je závislá na volbě vztažné soustavy, protože na této volbě závisí také rychlost tělesa.
Celková kinetická energie soustavy hmotných bodů je dána součtem kinetických energií jednotlivých hmotných bodů.

[editovat] Související články

Kategorie: Mechanika | Energie

Kinetická energie v jiných jazycích: العربية, Беларуская (тарашкевіца), Bosanski, Català, Dansk, Deutsch, Ελληνικά, English, Esperanto, Español, فارسی, Suomi, Français, Galego, עברית, Hrvatski, Magyar, Bahasa Indonesia, Italiano, 日本語, 한국어, Lietuvių, Latviešu, Македонски, मराठी, Bahasa Melayu, Nederlands, ‪Norsk (nynorsk)‬, ‪Norsk (bokmål)‬, Occitan, Polski, Português, Română, Русский, Simple English, Slovenčina, Slovenščina, Српски / Srpski, Svenska, தமிழ், ไทย, Türkçe, Українська, Tiếng Việt, 中文

Tento článek je převzat z české wikipedie - otevřené encyklopedie, originální článek naleznete na adrese: „http://cs.wikipedia.org/wiki/Kinetick%C3%A1_energie“
Stránka byla naposledy upravena v Stránka byla naposledy editována 22. 10. 2008 v 08:15.
Veškerý text je dostupný za podmínek GNU Free Documentation License (Autorské právo pro podrobnosti).