Kineettinen energia
Kineettinen energia on energiaa, joka esineellä on sen liikkeen vuoksi. Tämä energia voidaan muuntaa muiksi energiamuodoiksi, kuten gravitaatio- tai sähköpotentiaalienergiaksi, joka on energiaa, joka kappaleella on sen sijainnin vuoksi gravitaatio- tai sähkökentässä.
Ero kineettisen ja potentiaalisen energian välillä
Kineettinen energia on suurin työmäärä, jonka liikkuva kappale voi tehdä liikkeensä ansiosta, kun taas potentiaalienergia on suurin työmäärä, jonka kappale voi tehdä sen konfiguraation tai sijainnin vuoksi kenttävoimassa. Kineettinen energia pätee kaikenlaisiin voimiin, kuten tästä johdannaisesta nähdään.
F ⋅ d x = d p d t ⋅ d x = d p d t ⋅ v d t = v ⋅ d p d t d t = v ⋅ d p {\displaystyle \mathbf {F} \cdot d\mathbf {x} ={\frac {d\mathbf {p} }{dt}}\cdot d\mathbf {x} ={\frac {d\mathbf {p} }{dt}}\cdot \mathbf {v} dt=\mathbf {v} \cdot {\frac {d\mathbf {p} }{dt}}dt=\mathbf {v} \cdot d\mathbf {p} }
mutta potentiaalienergia ei ole, kuten tästä nähdään.
F ⋅ d x = - ∇ V ⋅ d x = - ∂ V ∂ x i ⋅ d x i = - d V {\displaystyle \mathbf {F} \cdot d\mathbf {x} =-\nabla V\cdot d\mathbf {x} =-{\frac {\partial V}{\partial x_{i}}}\cdot dx_{i}=-dV}
mikä osoittaa selvästi, että vain konservatiivisiin voimiin voi liittyä potentiaalienergiaa.
Siirtymiskineettinen energia
Esineen liike-energia on:
E t r a n s l a t i o n a l = 1 2 m v 2 {\displaystyle E_{translational}={\frac {1}{2}}mv^{2}}}
jossa
m {\displaystyle m} on massa (lineaarisen kiihtyvyyden tai hidastuvuuden vastus);
v {\displaystyle v} on lineaarinen nopeus.
Pyörimisen liike-energia
Kappaleen pyörimisen liike-energia on:
E r o t a t i o n a l = 1 2 I ω 2 {\displaystyle E_{rotational}={\frac {1}{2}}I\omega ^{2}}
jossa
I {\displaystyle I} on hitausmomentti (kulmakiihtyvyyden tai -hidastuvuuden vastus, joka on yhtä suuri kuin massan ja sen kohtisuoran etäisyyden neliön tulo pyörimisakselista);
ω {\displaystyle \omega \ } on kulmanopeus.