אנרגיה קינטית היא, לפי ההגדרה, כמות השווה למחצית המסה של גוף נע, מוכפל בריבוע המהירות של גוף זה. זהו אחד המונחים החשובים ביותר במכניקה המודרנית. בקיצור, זוהי אנרגיית התנועה, או ההבדל בין האנרגיה הכוללת לשאר האנרגיה. עם זאת, המהות שלו אינה נחשבת במלואה במדע המודרני.
אנרגיה קינטית (מגר. Kinema - תנועה) של גוף במצב של
חוסר תנועה הוא אפס. לעתים קרובות ערך זה קשור לא רק למסה ולמהירות. אז לפי הגדרה אחת, אנרגיה קינטית היא העבודה הנעשית במהירות מסוימת. נמדד בג'אול.
האנרגיה הקינטית של מערכת היא כמות הקשורה קשר הדוק למהירות של כל אחת מהנקודות שלה.
זה נחשב גם בתנועה מתרגמת וגם בתנועה סיבובית. המקרה הראשון כבר הוסבר בפירוט לעיל, זוהי מחצית המסה של עצם כפול מהירותו בריבוע. והאנרגיה הקינטית של סיבוב הגוף מיוצגת כסכום הקינטיקהאנרגיות של כל אחד מהנפחים היסודיים של הגוף הנתון. או כערך מומנט האינרציה כפול בריבוע המהירות הזוויתית חלקי שניים.
בוא נגיד שיש גוף נוקשה שזז סביב ציר
קבוע עובר דרכו. ניתן לחלק את האובייקט הזה לנפחים יסודיים קטנים, שלכל אחד מהם יש מסה יסודית משלו. הגוף המדובר נע סביב ציר קבוע. במקרה זה, כל אחד מהכרכים היסודיים מתאר מעגל ברדיוס המתאים. מהירות הסיבוב שלהם זהה. ולכן האנרגיה הקינטית של גוף נתון היא סכום האנרגיות הקינטיות של כל הנפחים היסודיים שלו הנעים סביב הציר. גרסה פשוטה של נוסחה זו היא מחצית המכפלה של ריבוע המהירות הזוויתית ומומנט האינרציה.
במקרים מסוימים, אנרגיה קינטית היא הסכום של אנרגיה טרנסלציונית וסיבובית כאחד. לדוגמה, גליל מתגלגל מבלי להחליק לאורך קו משופע. כשהיא נעה קדימה, היא מבצעת תנועה קדימה, עם זאת, היא נעה גם סביב צירו.
אחד המרכיבים של האנרגיה הקינטית של הסיבוב הוא מומנט האינרציה, שהוזכר לעיל. זה תלוי במסת הגוף הכוללת, כמו גם בהתפלגות שלו ביחס לציר הסיבוב. מה זה? זהו מדד לאינרציה של התנועה סביב ציר, בדיוק כפי שבתנועה טרנסלציונית מידת האינרציה היא מסה. זה ערך מאוד חשוב. ככל שרגע האינרציה גדול יותר, כךקשה יותר להביא את הגוף למצב של סיבוב. מהירות זוויתית מאפיינת את המהירות שבה גוף נוקשה נע סביב צירו. יחידת המידה היא רד/s. מהירות זוויתית היא היחס בין זווית הסיבוב למרווח הזמן שבו זווית זו עוברת עצם מסתובב.
ניתן לנסח את משפט האנרגיה הקינטית בערך כך: העבודה של הכוח הנובע המופעל על גוף מסוים שווה ערך לשינוי באנרגיה הקינטית של גוף זה.
