La rotacione kinetičke energije To je vrsta energije koja se odnosi na kretanje objekata oko ose rotacije. Ova vrsta energije je važna u mnogim fizičkim kontekstima, od klasične mehanike do kvantne fizike.
U ovom članku ćemo vam reći što je kinetička energija rotacije, njene karakteristike, prednosti i nedostatke.
Kolika je kinetička energija rotacije
Jednostavno rečeno, rotirajuća kinetička energija se odnosi na količinu energije koju objekt ima zbog svoje rotacije oko ose. Ova energija se računa iz masu objekta, njegovu ugaonu brzinu i udaljenost od centra mase objekta do ose rotacije.
Uobičajeni primjer ove vrste energije je kretanje kotača bicikla. Kada se bicikl okreće pedalama, točak počinje da se okreće oko svoje ose rotacije. Kako se kotač okreće brže, njegova kinetika rotacije se povećava, omogućavajući biciklu da se lakše kreće naprijed.
Još jedan primjer je pomicanje okretnog vrha. Kada se vrh okreće, njegova rotirajuća kinetička energija se povećava kako dobiva kutnu brzinu. Ova energija je ono što drži vrh da se okreće dugo vremena.
Treba napomenuti da je kinetička energija rotacije povezana s masom i kutnom brzinom objekta, ali ne ovisi o njegovoj linearnoj brzini. Dakle, objekt može imati visoku rotirajuću kinetičku energiju iako se kreće relativno malom brzinom.
Prednosti rotacijske kinetičke energije
Ovo su glavne prednosti ove vrste energije:
- Energetske efikasnosti: Jedna od najvećih prednosti rotacione kinetičke energije je njena visoka energetska efikasnost. Na primjer, motori s unutarnjim sagorijevanjem pretvaraju više od 90% kemijske energije u gorivima u korisnu rotirajuću kinetičku energiju. Ova efikasnost je važna jer smanjuje potrošnju goriva i povezane emisije stakleničkih plinova.
- Širok spektar primjena: Može se primijeniti na širok spektar sistema i uređaja, što ga čini vrlo raznovrsnim oblikom energije. Motori sa unutrašnjim sagorevanjem koriste se u širokom spektru vozila i teških mašina, dok se drugi oblici rotacione kinetičke energije koriste u proizvodnji, proizvodnji električne energije i istraživanju svemira.
- Veliki obrtni moment: Rotaciona kinetička energija se takođe može iskoristiti za stvaranje visokih nivoa obrtnog momenta, što ovu energiju čini idealnim izborom za sisteme kojima je potrebna velika startna snaga, kao što su motori vozila i brodski propeleri. Obrtni moment je mjera sile rotacije objekta i neophodan je za mnoge mehaničke sisteme.
- Skladišni objekat: Još jedna prednost rotacijske kinetičke energije je njena lakoća skladištenja. Za razliku od drugih oblika energije, kao što su električna energija ili toplinska energija, rotirajuća kinetička energija može se lako uskladištiti u pokretnom objektu.
Nedostaci
Iako ova vrsta energije ima prednosti, ima i neke nedostatke koje se moraju uzeti u obzir:
- Može biti teško kontrolisati. Predmeti koji se vrte velikom brzinom mogu biti opasni ako se ne kontroliraju pravilno i mogu uzrokovati štetu ljudima i obližnjoj imovini ako se njima ne rukuje pažljivo. Iz tog razloga, uređaji koji koriste kinetičku energiju rotacije moraju biti pažljivo dizajnirani i rukovati se kako bi se smanjio rizik od nesreća.
- Ponekad je teško pohraniti. Za razliku od drugih izvora energije, kao što su električna energija ili gorivo, kinetička energija rotacije ne može se lako uskladištiti. To uzrokuje da uređaji koji koriste kinetičku energiju rotacije moraju biti u stalnom kretanju kako bi održali svoju energiju, što u nekim slučajevima može biti izazovno.
- U nekim slučajevima je neefikasna. Neki uređaji koji koriste kinetičku energiju rotacije mogu izgubiti energiju zbog trenja i drugih faktora, smanjujući njihovu efikasnost na dugi rok. Uređaji koji koriste kinetičku energiju rotacije također su skupi za održavanje i popravku zbog svoje složenosti i pokretnih dijelova koji ih čine.
Kako se obrađuje i čuva
Kinetička energija rotacije je neophodna u pretvaranju različitih oblika energije koji pružaju usluge društvu kako u radnom okruženju tako i kod kuće. Prema Centro de Estudios Cervantinos, ove energije koriste kinetiku na različite načine da se transformišu u druge oblike energije. Ovo su sljedeći načini na koje moraju transformirati ovu energiju:
- Konvertuje energiju vjetra kinetička energija kretanja tijela zraka u električnu energiju. Vjetar nastaje složenim obrascima promjena u toplotnoj energiji koje su rezultat zagrijavanja i hlađenja atmosfere i oceana sunčevim zračenjem.
- Hidroelektrana koristi prednosti kinetike kretanja vode dok pada (u vodopadu ili brani hidroelektrane).
- Energija plime i oseke koristi energiju kretanja vode dok se kreće naprijed-nazad zbog plime i oseke.
- Toplotna energija je poseban oblik kinetičke energije. To nije energija cijelog objekta koji se kreće, već ukupna energija kretanja, rotacije i vibracije atoma i molekula unutar objekta.
Što se tiče skladištenja, koriste se punjive mehaničke baterije koje su sastavljene na sljedeći način:
- Akumulatori pohranjuju mehaničku energiju na rotirajućoj masi koja se zove zamajac.
- Mašina za generisanje pretvara mehaničku energiju u električnu kako bi povratila energiju pohranjenu u zamašnjaku.
- reverzna konverzija energije Izvodi se aktiviranjem motora za punjenje akumulatora ili kondenzatora.
- Zamašnjak je integrisan u elektromotor-generator i čini izolovanu mašinu, spojenu sa spoljašnje strane pomoću kablova i elektrohemijske baterije.
Nadam se da uz ove informacije možete saznati više o kinetičkoj energiji rotacije i njenim karakteristikama.