Energie cinetică

Energia cinetică a unui corp aflat în mișcare este acea energie datorată mișcării (de translație) cu viteza v. Ea este egală cu lucrul mecanic necesar pentru a modifica (accelera) viteza corpului din repaus la viteza curentă v.

Etimologie

Lordului Kelvin i se atribuie crearea expresiei energie cinetică. Adjectivul „cinetică” provine din greacă veche : κίνησις (kinesis), cuvântul grecesc pentru „mișcare”.

Definiție

Energia cinetică este o mărime scalară egală cu semiprodusul dintre masa punctului material și pătratul vitezei lui.

Energia cinetică sau energia de mișcare a unui corp de masă m, aflat în mișcare de translație cu viteza ${\vec {v}}$ în raport cu un sistem de referință inerțial, notată cu $E_{c}$, este definită de relația:

$E_{c}={\frac {mv^{2}}{2}}$

Energia cinetică este o mărime fizică de stare, spre deosebire de lucrul mecanic care este o mărime fizică de proces.

Conceptul de energie cinetică a fost definit la mijlocul secolului XIX.

Unități de măsură și dimensiune

Unitatea de măsură în SI este joule: $[E_{c}]_{SI}=[m]_{SI}\cdot [v]_{SI}^{2}=1kg\cdot 1{\frac {m^{2}}{s^{2}}}=1{\frac {kg\cdot m}{s^{2}}}\cdot 1m=1N\cdot 1m=1J$

Demonstrație

Pentru un corp oarecare (punct material) din legea fundamentală a dinamicii prin înmulțirea scalară cu dr a ambilor membri se obține $m_{i}{\frac {dv}{dt}}dr=Fdr$.

Mai departe se obține în membrul stâng al egalității anterioare $dE_{c}=m\cdot vdv$ care se integrează de la 0 la viteza curentă v obținându-se formula de mai sus $E_{c}={\frac {1}{2}}mv^{2}$. Se presupune implicit energie cinetică zero în repaus.

Teorema de variație a energiei cinetice

Variația energiei cinetice a punctului material este egală cu lucrul mecanic al rezultantei forțelor care acționează asupra acestuia, în mișcarea respectivă.

Variația energiei cinetice a unui punct material care se deplasează în raport cu un sistem de referință inerțial este egală cu lucrul mecanic efectuat de forța rezultantă care acționează asupra punctului material în timpul acestei variații.

$\Delta E_{c}=L$

Bibliografie

• Eugeniu Potolea Legile și principiile fizicii Editura Adevărul Bucuresti 2001

Vezi și

• Masă
• Viteză
• Joule
• Putere motrice
• Sistem termodinamic
• Sistem de recuperare a energiei cinetice