величина

кинетическая энергия

Энергия, которой обладает объект вследствие своего движения.
10 статей · 1 формула

Описание

Кинетическая энергия — это энергия, которой обладает объект вследствие своего движения. Для объекта массой m, движущегося со скоростью v, кинетическая энергия равна ½mv². Эта величина является центральной в механике: это энергия, которую необходимо затратить, чтобы разогнать объект из состояния покоя, и она высвобождается при замедлении объекта. При столкновениях кинетическая энергия сохраняется только в идеально упругих взаимодействиях; в реальных ситуациях часть её превращается в тепло, звук или деформацию. Это понятие связывает классическую механику и термодинамику, поскольку хаотическая кинетическая энергия молекул составляет то, что мы воспринимаем как температуру.

История

Концепция кинетической энергии развивалась в XVII и XVIII веках. Готфрид Лейбниц называл её «vis viva» (живой силой) и предполагал, что она сохраняется при столкновениях, тогда как современный термин «кинетическая энергия» и формула ½mv² были введены Уильямом Томсоном (лордом Кельвином) в середине XIX века.

Как это работает

Кинетическая энергия определяется как работа, необходимая для разгона тела из состояния покоя до его текущей скорости. Формула ½mv² возникает из интегрирования работы постоянной силы по пройденному расстоянию. Поскольку скорость возводится в квадрат, удвоение скорости приводит к учетверению кинетической энергии — именно поэтому автомобильные аварии на более высоких скоростях непропорционально более разрушительны. В газе средняя кинетическая энергия молекул прямо пропорциональна абсолютной температуре, что связывает микроскопическое движение с макроскопическим теплом.

Где применяется

Кинетическая энергия лежит в основе рекуперативного торможения в электромобилях, где движение автомобиля преобразуется обратно в электрическую энергию при замедлении, а также в системах хранения энергии на маховиках, которые раскручивают тяжёлый ротор для накопления энергии.

Любопытный факт

Коммерческий самолёт на крейсерской скорости обладает кинетической энергией примерно в 2 гигаджоуля — этого достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией среднее домохозяйство в течение примерно двух месяцев.

Граф понятий →

Формулы

$$K > (\gamma - 1) m c^2$$
Кинетическая энергия частицы превышает порог энергии покоя.
Что в формуле
Kпеременнаякинетическая энергия — кинетическая энергия Дж
γпеременнаялоренц-фактор — лоренц-фактор
mпеременнаямасса покоя — масса кг
cпеременнаяскорость света — скорость света м/с
cконстантаСкорость света в вакууме, фундаментальная константа природы. — скорость света = 299792458 м/с

Статьи по теме · 10

Колено космических лучей: почему энергия обрывается
Космические лучи — это заряженные частицы (в основном протоны и атомные ядра), которые движутся в межзвёздном пространстве со скоростями, близкими к скорости света. Их энергия может в миллионы раз превышать энергию частиц, достижимую в самых мощных земных ускорителях.
Скрытый двойник углового момента чёрной дыры
Чёрная дыра Керра-NUT — это не просто космический объект, затягивающий материю, а точное решение уравнений Эйнштейна, описывающее пространство-время с массой, вращением и дополнительным параметром NUT.
Белковый курьер: почему скорость не главное
Внутри каждой клетки кипит своя логистика: крошечные белковые моторы, словно курьеры, таскают грузы по сети микротрубочек. Один из главных работяг — кинезин, шагающий с помощью энергии АТФ (главной энергетической валюты клетки). Долгое время его пытались оценить, как автомобиль: сколько топлива потратил, как быстро доехал.
Квантовый храповик: спины запускают движение в ледяной материи
В 1905 году Эйнштейн показал, что хаотическое движение пыльцы в воде — результат ударов невидимых молекул. Спустя век физики научились не только наблюдать, но и управлять движением на квантовом уровне.
Как Вселенная намагнитилась до первых звёзд
Сразу после Большого взрыва космос был горячей плазмой — смесью заряженных частиц и света. В такой среде электрические токи не могли течь сами по себе: нужна была «разность потенциалов», толкающая электроны относительно фотонов. Именно её ищут в теориях космологического магнитогенеза — рождения первых магнитных полей.
Материаловедение2026-05-051 минarXiv:2605.03457экспресс
Стекло, которое крепчает на лету
Тонкая трещина бежит по стеклу. На первый взгляд, линия разлома просто отражает хрупкость материала. Но если заглянуть на уровень атомов, картина усложняется: стекло начинает сопротивляться иначе, когда трещина ускоряется.
Атомная физика2026-05-051 минarXiv:2605.03970экспресс
Как облако атомов играет в обратную перемотку
Сахар растворился в чае, а потом одним движением собрался обратно в ложку. В обычной кухне такого не увидеть — мешают вязкость и беспорядок. Но в мире сверхмедленных движений, где инерция исчезает, подобные фокусы становятся реальностью.
Физика плазмы2026-03-301 минarXiv:2603.28241экспресс
Как электроны пробираются сквозь плотный аргон
Электрон, летящий сквозь газ, похож на пловца, который пытается пересечь оживлённый бассейн. Каждое столкновение с атомом меняет его курс и скорость. В плотном газе аргона таких столкновений так много, что простое описание перестаёт работать. Физики измерили подвижность электронов — насколько легко они дрейфуют под действием электрического поля.
Физика плазмы2026-03-291 минarXiv:2603.27828экспресс
Плазма без учебника
Плазма — это газ, в котором электроны оторваны от атомов, и он ведёт себя как суп из заряженных частиц. Чтобы предсказать, как такой суп течёт и нагревается, нужно знать, как частицы сталкиваются и обмениваются энергией.
Память в вибрирующем песке
Горсть песка на вибрирующем столе — как толпа на танцполе, которая ещё секунду держит ритм старой песни, когда диджей уже включил новую. Учёные заставили тонкий слой гранул прыгать на вертикально трясущейся платформе и резко меняли силу тряски. Сразу после скачка температура гранул — мера беспорядочного движения песчинок — вела себя не так, как должна была бы при новой силе.