พลังงานจลน์

พลังงานจลน์

พลังงานจลน์ (kinetic energy) เป็นพลังงานของวัตถุขณะที่วัตถุเคลื่อนที่

ปัจจัยที่มีผลต่อพลังงานจลน์ คือ

1. มวลของวัตถุ วัตถุที่มีค่าของมวลมากจะมีพลังงานจลน์มาก

2. ความเร็วในการเคลื่อนที่ของวัตถุ วัตถุที่เคลื่อนที่ ด้วยความเร็วสูงจะมีพลังงานจลน์มากด้วย

ถ้าเรากำหนดให้ Ek แทนพลังงานจลน์ สามารถเขียนความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานจลน์ของวัตถุกับมวลและความเร็วของ วัตถุได้ดังนี้

m = มวลของวัตถุ (กิโลกรัม)

v = ความเร็วของวัตถุ (เมตร/วินาที)

Ek = พลังงานจลน์ของวัตถุ (จูล)

ตัวอย่างที่ 1 รถยนต์คันหนึ่งมวล 1,500 กิโลกรัม เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 72 กิโลเมตรต่อชั่วโมง จงหาพลังงานจลน์ของรถยนต์

วิธีทำ จากสูตร

ตัวอย่างที่ 2 นักกีฬากระโดดน้ำมวล 50 กิโลกรัม กระโดดลงสู่ผิวน้ำด้วยความเร็ว 10 เมตรต่อวินาที จงหาพลังงานจลน์จากการเคลื่อนที่ของนักกีฬา

วิธีทำ

ในชีวิตประจำวันเรามีความคุ้นเคยกับผลที่เกิดจากพลังงานจลน์เสมอ เช่น พลังงานจลน์จากการตกของลูกตุ้มเหล็กที่ติดตั้งอยู่กับปั้นจั่นจะช่วยในการ ตอกเสาเข็ม ซึ่งเป็นฐานรากของการก่อสร้างอาคารต่างๆ พลังงานจลน์ของน้ำที่ไหลตกจากที่สูงกระทบกังหันน้ำให้หมุนช่วยในการ ผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อใช้ประโยชน์อย่างกว้างขวาง การหล่นของผลไม้จากต้น อธิบายได้ว่าผลไม้ที่หล่นจากที่สูงกว่าจะกระทบกับพื้นด้วยความเร็วมากกว่าผล ไม้ที่หล่นจากที่ต่ำ

ทั้งพลังงานศักย์และพลังงานจลน์เป็นพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ ของวัตถุ ผลรวมของพลังงานศักย์และพลังงานจลน์ของวัตถุเรียกว่า พลังงาน กล (mechanical energy) การเปลี่ยนรูปกลับไปกลับมาระหว่างพลังงานศักย์โน้มถ่วงและพลังงานจลน์ ทำให้เกิดสมดุลของพลังงานดังนี้

ขณะวัตถุอยู่ในตำแหน่งสูงสุด วัตถุจะหยุดนิ่ง พลังงานศักย์โน้มถ่วงจะมีค่าสูงสุด ส่วนพลังงานจลน์จะมีค่าต่ำสุดคือเท่ากับศูนย์ เมื่อวัตถุเริ่มเคลื่อนที่ พลังงานศักย์โน้มถ่วงจะเริ่มลดลง เนื่องจากพลังงานศักย์โน้มถ่วงเปลี่ยนไปเป็นพลังงานจลน์ และขณะวัตถุเคลื่อนที่ต่ำลงมาจนถึงพื้น พลังงานจลน์กลับมีค่าสูงสุด ส่วนพลังงานศักย์โน้มถ่วงมีค่าต่ำสุดคือเท่ากับศูนย์ 

เนื่องจากพลังงานศักย์โน้มถ่วงทั้งหมดเปลี่ยนไปเป็นพลังงานจลน์นั่นเอง