Kinetická a potenciální energie

2DS

umime.to/2DS

Mechanickou energii dělíme na dvě části. Potenciální (polohovou) E_\mathrm p a kinetickou (pohybovou) E_\mathrm k.

Je v homogenním tíhovém poli Země úměrná výšce nad zemí h podle vzorce:

E_\mathrm p=mgh

Není jednoznačná. Záleží na definici nulové výšky (obvykle úroveň podlahy/země). Např. 0,5kg polštář může ze stejného okraje balkonu spadnout:

dovnitř balkonu (pak h\approx 1\,\mathrm m a E_\mathrm p\approx 5\,\mathrm J)
ven přes okraj a padat 4 patra dolů (pak dává smysl definovat nulovou výšku až na chodníku a tím pádem je h\approx 13\,\mathrm m s E_\mathrm p\approx 65\,\mathrm J).

Pro hmotný bod (nebo nerotující těleso) je úměrná druhé mocnině rychlosti:

E_\mathrm k=\frac{1}{2}mv^2

V klidu je tedy nulová.

Kinetická energie balvanu

Balvan o m=10\,\mathrm{kg} se uvolnil a valí se z kopce.

Na začátku má v=0\,\mathrm{m/s} proto je E_\mathrm k=0\,\mathrm J.
Po chvíli se rozjede na v=2\,\mathrm{m/s} a má E_\mathrm k=\frac{1}{2}\cdot 10\cdot 2^2\,\mathrm J=20\,\mathrm J.
Do údolí dorazí rychlostí v=4\,\mathrm{m/s} a tedy s kinetickou energií E_\mathrm k=\frac{1}{2}\cdot 10\cdot 4^2\,\mathrm J=80\,\mathrm J.

Když těleso rotuje má tato kinetická energie ještě jednu složku \frac{1}{2}J\omega^2, tou se zde ale nezabýváme, často ji totiž můžeme zanedbat.