Co je kinetická a potenciální energie?
Datum vydání: 2. 6. 2022
Kinetická a potenciální energie jsou dva různé druhy mechanické energie. Jejich součet tvoří celkovou mechanickou energii tělesa, která je jedním z typů energie jako takové. Různé druhy energií spolu různě souvisí a mohou se přeměňovat jedna ve druhou.
Mechanická energie vyjadřuje schopnost tělesa působit silou na jiné těleso a posouvat jej po určité dráze. Pojďme se na tyto dva druhy energií podívat důkladněji.
Co je to kinetická energie?
Kinetická energie (zvaná též pohybová energie) je jeden z druhů mechanické energie, kterou má pohybující se těleso. Tělesa se ale sama od sebe nepohybují, něco jim muselo dodat energii. Kinetická energie vyjadřuje práci, kterou musíme tělesu dodat, aby se z klidného stavu dostalo do rovnoměrného pohybu.
Pohybuje-li se těleso po určité dráze působením síly, nazýváme ji mechanickou prací. Mechanická práce zároveň fyzikální veličina, která vyjadřuje množství práce.
Vztahy a kinetická energie
Kinetická energie je závislá na vztažné soustavě (jakékoliv další těleso nebo skupina těles). Nemůžeme ji tedy nikdy posuzovat izolovaně a nemůže být nikdy záporná. Kinetická energie nezávisí na směru pohybu, ale pouze na rychlosti. Pohyb je v tomto případě vždy relativní. To znamená, že záleží z jakého úhlu se na těleso díváme.
Příklad: Pasažér v jedoucím autobuse je vůči druhému vozidlu na silnici v klidu, ale vůči osobám na chodníku je ten stejný cestující v pohybu.
Kinetická energie elektronu
Kinetická energie získaná elektronem ve vakuu odpovídá hodnotě 1 elektronvolt (1 eV). Elektronvolt je jednotka práce, která se používá k měření malých množství energie. Aby mohl elektron získat kinetickou energii, musí mu ji něco dodat. To může být například energie dopadajícího záření. Jednotka kinetické energie se udává v Joulech, značka "J".
Výpočet kinetické energie
K výpočtu její velikosti potřebujeme znát hmotnost a rychlost tělesa. Kinetická energie je pak přímo úměrná druhé mocnině rychlosti tělesa. Vypočítáme ji tedy následovně:
Výpočet kinetické energie vzorec: Ek = 1/2 m · v2
Ek = kinetická energie
m = hmotnost tělesa
v = rychlost tělesa
Co je potenciální energie?
Potenciální energie (známá i pod názvem polohová) je energie, která je spojená se silovým polem. Má ji každé těleso, které dosáhlo určité výšky. Vyjadřuje tedy práci, kterou musíme vynaložit na zvednutí tělesa. V praxi přechází potenciální energie často v kinetickou energii a naopak.
Příklad: Výtah jede směrem nahoru a zastavuje v jednotlivých patrech. Při jízdě dochází průběžně k přeměně kinetické energie na potenciální.
Potenciální energie vzorec: Ep = m · g · h
Ep = potenciální energie
m = hmotnost tělesa
g = gravitační zrychlení
h = výška, v které se těleso nachádzí
Zákon zachování energie
Tento zákon je jeden z nejzákladnějších fyzikálních zákonů, se kterým se setkáváme každý den. Konstatuje, že energii nemůžeme zničit ani vyrobit. Můžeme ji pouze přeměnit v jiný druh energie. V případě přeměny kinetické energie na potenciální a naopak tedy platí zákon zachování energie.
