운동에너지
[ kinetic energy , 運動─ ]
- 요약
물체가 운동할 때 지니는 에너지.
운동에너지 그래프
질량 m인 물체가 속도 v로 운동하고 있을 때는 mv2/2으로 표시된다. 운동상태가 바뀌어 속도가 감소하면 감소한 속도에 해당하는 만큼의 운동에너지가 열에너지나 소리에너지와 같은 다른 형태의 에너지로 바뀐다. 가령 운동하고 있는 물체가 마찰을 받아 정지할 때는 운동에너지가 마찰저항에 대한 일로 소비되어 열이나 소리 등 다른 에너지로 바뀐다.
그러나 좌우로 진동하는 진자와 같이 물체의 운동상태가 중력이나 전기력·자기력 등과 같은 물체의 위치만으로 정해지는 힘의 영향을 받는 경우에는 운동에너지의 변화가 위치에너지(퍼텐셜에너지)로 저장되며, 반대로 물체의 위치에너지가 줄면 그만큼 운동에너지가 늘어 둘의 합이 항상 일정하게 보존된다. 이 관계를 역학적에너지보존법칙이라 한다.
한편, 상대론적역학에서는 정지질량 mo인 물체가 속도 v로 운동하고 있을 때 물체의 에너지는
으로 표시된다. 상대론에서는 질량이 에너지로 변환 되기때문이다. 여기서 속도가 0일때의 값을 빼주면, 운동에너지는
가 되며, 이것은 v가 c에 비해 충분히 작을 때는 m0v2/2이 되어 고전역학에서의 값과 일치한다.
