Кінетична енергія

Відео: Урок 114. Робота. Теорема про кінетичну енергію

Кінетична енергія - частина енергії фізичної системи, яку вона має завдяки руху.
Кінетичну енергію прийнято позначати буквами K або T.
У разі частинки з масою m і швидкістю кінетична енергія дається формулою



Кінетична енергія в системі багатьох частинок є адитивною величиною, тобто



Наприклад, при обертанні твердого тіла з моментом інерції I з кутовою швидкістю кінетична енергія визначається як





У лагранжевой формалізмі механіки кінетична енергія для частинки узагальненої координати q з масою m і узагальненої швидкістю дається формулою



У гамільтонової формалізмі:

,



де p - узагальнений імпульс.
У квантовій механіці оператор кінетичної енергії частинки задається формулою



Кінетична енергія залежить від системи відліку, оскільки від неї залежить швидкість. Дійсно, для спостерігача, що рухається паралельно з тілом, за яким ведеться спостереження, тіло здається непорушним, а, отже, не має кінетичної енергії. Для спостерігача в іншій системі відліку це тіло рухається, а, отже, небезпечне при зіткненні.
З огляду на те, що при швидкостях руху, близьких до швидкості світла у вакуумі, старий вид формули для кінетичної енергії не підходить, його необхідно змінити. Кінетична енергія повинна бути визначена як різниця повних енергій рухомої і нерухомої частинок.

,

де m - маса частинки, c - швидкість світла у вакуумі.
У статистичній фізиці мірилом кінетичної енергії системи багатьох частинок є температура. У класичній рівноважної системі з температурою T за законом рівнорозподілу кожної ступінь свободи в середньому припадає енергія k B T / 2, де k B - постійна Больцмана. Тому кожен атом рівноважної системи в середньому має кінетичну енергії 3 k B T / 2.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!