Energia kinetyczna to energia, która posiada ciało będące w ruchu względem wybranego przez nas układu odniesienia. Przykładowo rozpędzona kula do kręgli posiada energię kinetyczną, dzięki której może przewrócić ustawione kręgle.

W tym artykule znajdziesz najważniejsze informacje o energii kinetycznej:

1. Definicja energii kinetycznej
2. Przykłady energii kinetycznej
3. Wzór na energię kinetyczną
4. Jednostka energii – dżul
5. Wyjaśnienia, od czego zależy energia kinetyczna?
6. Wyprowadzenie wzoru na energię kinetyczną

---

1. Definicja energii kinetycznej

Energia kinetyczna to energia, która posiada ciało będące w ruchu względem wybranego przez nas układu odniesienia.

Energia kinetyczna jest równa pracy, wykonanej do rozpędzenia ciała do prędkości z jaką się porusza. Dzięki energii kinetycznej ciało może z kolei wykonać pracę równą tej energii np. pokonać siły tarcia czy wprawić inne ciało w ruch.

Przykład: Rozpędzona kula do kręgli posiada energię kinetyczną, dzięki której może przewrócić ustawione kręgle.

2. Przykłady energii kinetycznej

Przykłady energii kinetycznej to:

• rozpędzony rowerzysta
• jadący pojazd
• wystrzelony pocisk
• tocząca się kula

3. Wzór na energię kinetyczną

Energię kinetyczną wyrażamy wzorem:

\large E_k = \frac{m \cdot V^2}{2}

E_k – energia kinetyczna
m – masa
V – prędkość

• 

4. Wyjaśnienie

• Energia kinetyczna jest równa pracy, jaką trzeba włożyć, aby rozpędzić ciało
• Tak „zgromadzoną” energię można z kolei wykorzystać na wykonanie innej pracy np. rozpędzona kula może rozbić kręgle
• Energia kinetyczna rośnie ze wzrostem masy i z kwadratem prędkości
• Energia kinetyczna jest względna, zależy od układu odniesienia, w jednym układzie może być inna niż w drugim
• Dla ciał poruszających się z prędkościami bliskimi prędkości światła występuje odchylenie od wzoru na energię kinetyczna z uwagi na efekt relatywistyczny

5. Jednostka energii – dżul

Jednostką energii kinetycznej jest dżul. Nazwa dżul pochodzi od nazwiska angielskiego fizyka Jamesa Joule’a. Czytaj dalej →

Jeden dżul jest równy energii (lub pracy) wykonanej przez siłę o wartości 1 N przy przesunięciu punktu przyłożenia siły o 1 m w kierunku równoległym do kierunku działania siły.

1 J = \frac{kg \cdot m^2}{s^2} = 1 N \cdot m = 1 W \cdot s

6. Od czego zależy energia kinetyczna?

• Energia kinetyczna zależy od masy i prędkości ciała.
• Im ciało jest cięższe i im prędkość, z którą się porusza jest większa tym większa będzie energia kinetyczna tego ciała, którą można zamienić na pracę.
• Przykładowo, ciężki i szybko poruszający się pocisk armatni jest w stanie wyrządzić dużo większe szkody niż rzucona dużo lżejsza śnieżka, poruszająca się z małą prędkością.
• Uwaga: energia kinetyczna zależy od przyjętego układu odniesienia.

Koniecznie przeczytaj też o:

• Energii potencjalnej
• Energii mechanicznej (sumie energii kinetycznej i potencjalnej)
• Całym dziale praca, moc, energia, w którym omawiamy energię kinetyczną

Zadania z rozwiązaniami krok po kroku

Chcesz przećwiczyć teorie powyżej w praktyce ale zastanawiasz się z jakich zadań skorzystać, jak je rozwiązać, czego wymagać będzie nauczyciel?

Mam dla Ciebie dobrą wiadomość! Zadania ze wskazówkami i rozwiązaniami krok po kroku, wymagania nauczyciela, karty wzorów, odpowiedzi na najczęściej zadawane pytania uczniów i wiele więcej znajdziesz w moim e-booku – LEKCJA FIZYKI.

Wyprowadzenie wzoru na energię kinetyczną

Wzór na energię kinetyczną możemy wyprowadzić ze wzoru na pracę:

W = F \cdot s

Ponieważ:

F = m \cdot a a = \frac{V_k - V_p}{t} s = \frac{V_p + V_k}{2} t

To podstawiając:

W = m \frac{V_k - V_p}{t} \cdot \frac{V_p + V_k}{2} t

Ponieważ prędkość początkowa V_p = 0 to

W = m \frac{V_k}{t} \cdot \frac{V_k}{2} t

Skracając t

W = \frac{m V^2}{2}