Enerxía cinética

A enerxía cinética é a enerxía mecánica que posúen todos os corpos en movemento polo feito de estar dotados dunha masa e dunha velocidade dadas e das cales depende. A enerxía cinética equivale, prescindindo das perdas por rozamento, ó traballo efectuado para poñer o corpo considerado en movemento. Se se detén dito movemento, o corpo realiza o traballo que foi necesario para poñelo en marcha. Para calcular o seu valor convén supoñer o proceso o máis sinxelo posible. O seu valor é:

${\displaystyle E={\frac {1}{2}}m\,v^{2}}$

Enerxía cinética
Instancia de forma de enerxía
Subclase de enerxía mecánica magnitude escalar magnitude física
Causa de enerxía potencial
Unidade recomendada joule quilogramo metro cadrado por segundo cadrado
Dimensión ${\displaystyle {\mathsf {L}}^{2}{\mathsf {M}}{\mathsf {T}}^{-2}}$
Símbolo LaTeX ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle E_{\mathrm {k} }}$ ${\displaystyle K}$
Fórmula ${\displaystyle T={\frac {1}{2}}mv^{2}}$ ${\displaystyle m}$ (masa) ${\displaystyle T}$ (enerxía cinética) ${\displaystyle v}$ (celeridade)
Fontes e ligazóns
OpenAlex C2992827107 e C135889238
Descrito pola fonte Enciclopedia soviética armenia, volume 5 pp. 432 ISO 80000-4:2019 Quantities and units — Part 4: Mechanics (en) ISO 80000-4:2006 Quantities and units—Part 4: Mechanics (en) Enciclopedia de Otto Q23851679
[ Wikidata ] [ C:Commons ]

Introdución

O adxectivo « cinético» no nome enerxía vén da antiga palabra grega κίνησις kinēsis, que significa «movemento». Os termos enerxía cinética e traballo e os seus significados científico proveñen do século XIX.

O principio da mecánica clásica que ${\displaystyle E\propto mv^{2}}$ foi desenvolto por primeira vez por Gottfried Leibniz e Daniel Bernoulli, que describe a enerxía cinética como a forza viva ou vis viva. Willem 's Gravesande dos Países Baixos proporcionou evidencia experimental desta relación. Ao caer os pesos de diferentes alturas nun bloque de arxila, Gravesande determinou que a profundidade de penetración é proporcional ao cadrado da velocidade de impacto. Émilie du Châtelet recoñeceu as implicacións do experimento e publicou unha explicación.

Os primeiros coñecementos desas ideas poden ser atribuídos a Gaspard Coriolis que en 1829 publicou un artigo titulado Du Calcul de l'Effet des Machines esbozando as matemáticas da enerxía cinética. O termo enerxía cinética débese a William Thomson máis coñecido como Lord Kelvin en 1849.

Existen varias formas de enerxía como a enerxía química, o calor, a radiación electromagnética, a enerxía nuclear, as enerxías gravitacional, eléctrica, elástica, etc, todas elas poden ser agrupadas en dous tipos: a enerxía potencial e a enerxía cinética.

A enerxía cinética pode ser entendida mellor con exemplos que demostren como esta se transforma doutros tipos de enerxía e a outros tipos de enerxía. Por exemplo un ciclista quere usar a enerxía química para tomar que lle proporcionou a súa comida para acelerar a súa bicicleta a unha velocidade elixida. A súa velocidade pode manterse sen moito traballo, excepto pola resistencia aerodinámica e a fricción mecánica. A enerxía química é convertida nunha enerxía de movemento, coñecida como enerxía cinética, pero o proceso non é completamente eficiente xa que o ciclista tamén produce calor.

A enerxía cinética en movemento da bicicleta e o ciclista poden converterse noutras formas. Por exemplo, o ciclista pode atopar unha costa o suficientemente alta para subir, así que debe cargar a bicicleta ata a cima. A enerxía cinética ata o de agora usada converteuse en enerxía potencial gravitatoria que pode liberarse lanzándose costa abaixo polo outro lado do outeiro. Alternativamente o ciclista pode conectar unha dínamo a unha das súas rodas e así xerar enerxía eléctrica no descenso. A bicicleta podería estar a viaxar máis amodo no final do outeiro porque moita desa enerxía foi desviada en facer enerxía eléctrica. Outra posibilidade podería ser que o ciclista aplique os seus freos e nese caso a enerxía cinética estaríase a disipar a través da fricción en enerxía calórica.

Como calquera magnitude física que sexa función da velocidade, a enerxía cinética dun obxecto non só depende da natureza interna dese obxecto, tamén depende da relación entre o obxecto e o observador (en física un observador é formalmente definido por unha clase particular de sistema de coordenadas chamado sistema inercial de referencia). Magnitudes físicas como esta son chamadas invariantes. A enerxía cinética esta co-localizada co obxecto e atribuído a ese campo gravitacional.

O cálculo da enerxía cinética realízase de diferentes formas segundo úsese a mecánica clásica, a mecánica relativista ou a mecánica cuántica. O modo correcto de calcular a enerxía cinética dun sistema depende do seu tamaño, e a velocidade das partículas que o forman. Así, se o obxecto móvese a unha velocidade moito máis baixa que a velocidade da luz, a mecánica clásica de Newton será suficiente para os cálculos; pero se a velocidade é próxima á velocidade da luz, a teoría da relatividade empeza a mostrar diferenzas significativas no resultado e debería ser usada. Se o tamaño do obxecto é máis pequeno, é dicir, de nivel sub-atómico, a mecánica cuántica é máis apropiada.

---

Este artigo sobre física é, polo de agora, só un bosquexo. Traballa nel para axudar a contribuír a que a Galipedia mellore e medre.  Existen igualmente outros artigos relacionados con este tema nos que tamén podes contribuír.

---