Liikeenergia

Liike-energia on energian muoto, joka liittyy kappaleen liikkeeseen. Se on skalaari suure ja riippuu viitekehyksestä. Liike-energia mittaa sitä työtä, joka tarvittaisiin kappaleen nopeuden muuttamiseen nykyiseen arvoon lepokäynnistä.

Klassisessa mekaniikassa liike-energia voidaan määritellä usealla tasolla. Yksittäiselle kappaleelle translatiivinen liikeenergia on E_k = 1/2 m v^2, jossa m on massa ja v on nopeus. Rigidille kappaleelle voi lisäksi olla pyörimisliike, jonka energia on E_k,rot = 1/2 I ω^2, jossa I on momentti alkuperäisen akselin ympäri ja ω on kulmataajuus. Kokonaisliike-energia on E_k = E_k,trans + E_k,rot.

Relatiivisessa fysiikassa liike-energia on E_k = (γ - 1) m c^2, missä γ = 1 / sqrt(1 - v^2/c^2) ja c on valon nopeus.

Liike-energian käsite liittyy tiiviisti työn ja energian säilymiseen. Neton voiman tekemä työ W vastaa muutosta liike-energian: W = ΔE_k.

Yksiköt: SI-järjestelmässään liike-energia mitataan joulella (J); 1 J = 1 kg·m^2/s^2.

Kaasuteoriassa molekyylien keskimääräinen liike-energia liittyy lämpötilaan: ⟨E_k⟩ = (3/2) k_B T monatomisessa ideaalikaasessa, missä k_B on Boltzmannin vakio ja T on absoluuttinen lämpötila.

Esimerkkejä arkipäiväisistä tapauksista: auton nopeus, pudonneen kappaleen kiihtyminen ja projektio-voimat muuttavat järjestelmän liike-energiaa. Liike-energia on keskeinen osa mekanisten järjestelmien dynamiikkaa sekä energian siirtämistä ja muuntamista.