动能

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动能概况

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在物理学中,物体的动能是它由于运动而拥有的能量。它被定义为将给定质量的物体从静止加速到其规定速度所需的功。 在加速过程中获得这种能量后,身体会保持这种动能,除非它的速度发生变化。 当从当前速度减速到静止状态时,身体所做的工作量相同。 形式上,动能是系统拉格朗日量中的任何一项,包括对时间的导数。

经典力学中,质量为 m 的非旋转物体以速度 v 行进时的动能为 1 2 m v 2 {\textstyle {\frac {1}{2}}mv{2}} 。 在相对论力学中,只有当 v 远小于光速时,这是一个很好的近似值。

动能的标准单位是焦耳,而英制动能单位是英尺-磅。

概览

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能量有多种形式,包括化学能、热能、电磁辐射、重力能、电能、弹性能、核能和静止能。 这些可以分为两大类:势能和动能。 动能是物体的运动能量。 能量可以在物体之间传递并转化为其他种类的能量。

可以通过示例来xxx地理解动能,这些示例说明它如何转化为其他形式的能量以及如何从其他形式的能量转化。 例如,骑自行车的人使用食物提供的化学能将自行车加速到选定的速度。 在水平表面上,除了克服空气阻力摩擦力外,无需进一步工作即可保持此速度。 化学能已经转化为动能,即运动的能量,但这个过程并不完全有效,并且会在骑车人体内产生热量

运动的骑车人和自行车中的动能可以转换为其他形式。 例如,骑自行车的人可能会遇到刚好可以滑行的山丘,因此自行车会在山顶完全停下来。 动能现在大部分已经转化为重力势能,可以通过从山的另一边自由滑下来释放。 由于自行车因摩擦而损失了部分能量,因此如果不额外踩踏板,它永远无法恢复所有速度。 能量没有被破坏; 它只是通过摩擦转化为另一种形式。 或者,骑自行车的人可以将发电机连接到其中一个车轮,并在下坡时产生一些电能。 自行车在山脚下的行驶速度会比没有发电机时慢,因为部分能量已转化为电能。

动能

另一种可能性是骑车人踩刹车,在这种情况下,动能将通过摩擦以热量的形式耗散

与任何随速度变化的物理量一样,物体的动能取决于物体与观察者参照系之间的关系。 因此,物体的动能不是不变的。

航天器利用化学能发射并获得相当大的动能以达到轨道速度。 在一个完全圆形的轨道上,这种动能保持不变,因为在近地空间几乎没有摩擦。 然而,当一些动能转化为热量时,它会在重返大气层时变得明显。 如果轨道是椭圆或双曲线的,则在整个轨道上交换动能和势能; 在最接近 e 的位置动能xxx,势能最低。

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