La ротационе кинетичке енергије То је врста енергије која је повезана са кретањем објеката око осе ротације. Ова врста енергије је важна у многим физичким контекстима, од класичне механике до квантне физике.
У овом чланку ћемо вам рећи шта је кинетичка енергија ротације, њене карактеристике, предности и мане.
Колика је кинетичка енергија ротације
Једноставно речено, кинетичка енергија ротације се односи на количину енергије коју објекат има због ротације око осе. Ова енергија се израчунава из маса објекта, његова угаона брзина и растојање од центра масе објекта до осе ротације.
Чест пример ове врсте енергије је кретање точка бицикла. Када се бицикл окреће педалама, точак почиње да се окреће око своје осе ротације. Како се точак брже окреће, његова кинетика ротације се повећава, омогућавајући бициклу да се лакше креће напред.
Још један пример је кретање ротационог врха. Када се врх окреће, његова кинетичка енергија ротације се повећава како добија угаону брзину. Ова енергија је оно што држи врх да се окреће дуго времена.
Треба напоменути да је кинетичка енергија ротације повезана са масом и угаоном брзином објекта, али не зависи од његове линеарне брзине. Дакле, објекат може имати велику кинетичку енергију ротације иако се креће релативно малом брзином.
Предности ротационе кинетичке енергије
Ово су главне предности ове врсте енергије:
- Енергетска ефикасност: Једна од највећих предности ротационе кинетичке енергије је њена висока енергетска ефикасност. На пример, мотори са унутрашњим сагоревањем претварају више од 90% хемијске енергије у горивима у корисну ротациону кинетичку енергију. Ова ефикасност је важна јер смањује потрошњу горива и повезане емисије гасова стаклене баште.
- Широк спектар апликација: Може се применити на широк спектар система и уређаја, што га чини веома разноврсним обликом енергије. Мотори са унутрашњим сагоревањем се користе у широком спектру возила и тешких машина, док се други облици ротационе кинетичке енергије користе у производњи, производњи електричне енергије и истраживању свемира.
- Висок обртни момент: Ротациона кинетичка енергија се такође може искористити за стварање високог нивоа обртног момента, што ову енергију чини идеалним избором за системе којима је потребна велика стартна снага, као што су мотори возила и бродски пропелери. Обртни момент је мера силе ротације објекта и од суштинског је значаја за многе механичке системе.
- Складиште: Још једна предност ротационе кинетичке енергије је њена лакоћа складиштења. За разлику од других облика енергије, као што су електрична или топлотна енергија, кинетичка енергија ротације може се лако ускладиштити у покретном објекту.
мане
Иако ова врста енергије има предности, има и неке недостатке које се морају узети у обзир:
- Може бити тешко контролисати. Предмети који се врте великом брзином могу бити опасни ако се не контролишу правилно и могу проузроковати штету људима и оближњој имовини ако се њима не рукује пажљиво. Из тог разлога, уређаји који користе кинетичку енергију ротације морају бити пажљиво дизајнирани и руковати се како би се ризик од несрећа минимизирао.
- Понекад је тешко чувати. За разлику од других извора енергије, као што су електрична енергија или гориво, кинетичка енергија ротације се не може лако ускладиштити. Ово узрокује да уређаји који користе кинетичку енергију ротације морају да буду у сталном кретању да би одржали своју енергију, што у неким случајевима може бити изазовно.
- У неким случајевима то је неефикасно. Неки уређаји који користе кинетичку енергију ротације могу изгубити енергију услед трења и других фактора, смањујући њихову ефикасност на дужи рок. Уређаји који користе кинетичку енергију ротације такође су скупи за одржавање и поправку због своје сложености и покретних делова који их чине.
Како се обрађује и чува
Кинетичка енергија ротације је неопходна у конверзији различитих облика енергије који пружају услуге друштву како у радном окружењу тако и код куће. Према Центро де Естудиос Цервантинос, ове енергије користе кинетику на различите начине да би се трансформисале у друге облике енергије. Ово су следећи начини на које морају да трансформишу ову енергију:
- Енергија ветра претвара кинетичка енергија кретања тела ваздуха у електричну енергију. Ветар се генерише сложеним обрасцима промена топлотне енергије које су резултат загревања и хлађења атмосфере и океана сунчевим зрачењем.
- Хидроелектрана користи предности кинетике кретања воде док пада (у водопаду или брани хидроелектране).
- Снага плиме и осеке користи енергију кретања воде док се креће напред-назад због плиме и осеке.
- Топлотна енергија је посебан облик кинетичке енергије. Ово није енергија читавог покретног објекта, већ укупна енергија кретања, ротације и вибрације атома и молекула унутар објекта.
Што се тиче складиштења, користе се пуњиве механичке батерије које су састављене на следећи начин:
- Акумулатори складиште механичку енергију на ротирајућој маси која се зове замајац.
- Машина за генерисање трансформише механичку енергију у електричну да би повратила енергију ускладиштену у замајцу.
- реверзна конверзија енергије Изводи се активирањем мотора за пуњење акумулатора или кондензатора.
- Замајац је интегрисан у електромотор-генератор и чини изоловану машину, спојену споља помоћу каблова и електрохемијске батерије.
Надам се да са овим информацијама можете сазнати више о кинетичкој енергији ротације и њеним карактеристикама.