Kinetisk energi: Forskelle mellem versioner

Content deleted Content added
billede
Tags: Mobilredigering Mobilwebredigering Avanceret redigering fra mobil
Linje 16:
 
Et legeme der bliver hævet op vil lagre potentiel energi i sig, som derefter bliver udløst som kinetisk energi når legemet bliver sat i bevægelse. Jo højere legemet bliver løftet, des mere potentiel energi bliver der lagret, og des mere kinetisk energi vil der komme når legemet bliver sat i bevægelse (des mere potentiel, des mere kinetisk, des højere fart).
 
== Relativistisk kinetisk energi ==
I [[speciel relativitetsteori]] har alle legemer med masse en [[hvileenergi]] givet ved [[E=mc²|masse-energi-ækvivalensen]]:
:<math>E_0=mc^2</math>
hvor <math>c</math> er [[lysets hastighed]]. For et objekt i bevægelse er den totale energi <math>E</math>:
:<math>E=\gamma mc^2</math>
hvor <math>\gamma</math> er [[lorentzfaktoren]]:
:<math>\gamma=\frac{1}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}</math>
Den kinetiske energi er dermed forskellen:
:<math> E_\mathrm{kin} = \left(\gamma - 1 \right) mc^2</math>
 
hvilket ved lav hastighed (<math>v \ll c</math>) skal stemme over ens med det klassiske udtryk for [[kinetisk energi]],
::<math> E_\mathrm{kinetic}= \frac{1}{2} m_0 v^2 </math>.
 
Det kan vises at de to formler er i overensstemmelse ved at beskrive <math>\gamma\ </math> med den tilsvarende [[taylorpolynomium|taylor-række]],
::<math>\gamma = \frac{1}{\sqrt{1-(\frac{v}{c})^2}} \approx \left( 1+ \frac{1}{2} \left(\frac{v}{c} \right)^2 \right)</math>.
 
Ved sammenskrivning med den oprindelige ligning får vi,
::<math> E_\mathrm{kinetic} \approx \frac{1}{2} \left(\frac{v}{c} \right)^2 m_0 c^2 =\frac{1}{2} m_0 v^2</math>.
 
Vi har da,
::<math>\frac{1}{2} m_0 v^2 = E_\mathrm{total} - E_\mathrm{hvile}\ </math>,
 
eller,
::<math> E_\mathrm{total} = E_\mathrm{hvile} + \frac{1}{2} m_0 v^2\ </math>
 
hvilket ikke er i overensstemmelse med den klassiske fysik, hvor energien er rent kinetisk.
 
Klassisk og relativistisk fysik er altså ikke ækvivalente undtagen for den kinetiske energi. Einstein viste, at den klassiske fysik ikke kunne anvendes på meget store eller hurtige legemer, men for lav hastighed er den klassiske fysik ækvivalent med den relativistiske fysik. De to teorier modsiger kun hinanden udenfor den klassiske fysiks ramme.
 
== Se også ==