
動能(Kinetic Energy)是物體由于運動而具有的能量,在漢英詞典中對應英文術語"kinetic energy"。其核心定義為:物體質量與速度平方乘積的二分之一,用公式表示為
$$
KE = frac{1}{2}mv
$$
其中$m$為質量(單位:千克),$v$為速度(單位:米/秒),能量單位為焦耳(J)。
動能的概念最早由英國科學家艾薩克·牛頓通過運動定律奠定基礎,後由法國數學家古斯塔夫·科裡奧利在19世紀明确公式化。這一物理量在經典力學中描述物體運動狀态的能量轉化,例如汽車加速時燃料化學能轉化為動能,刹車時動能通過摩擦轉化為熱能。
現代應用涵蓋工程學、航空航天和可再生能源領域。例如風力發電機将空氣動能轉化為電能,高鐵制動系統通過動能回收實現節能。相關權威定義可參考《中國大百科全書》物理學卷及英國皇家學會期刊《Proceedings A》的經典力學專題。
動能是物體由于運動而具有的能量,屬于物理學中力學和能量學的重要概念。以下是關于動能的詳細解釋:
動能(Kinetic Energy,符號 ( E_k ) )的計算公式 為: $$ E_k = frac{1}{2}mv $$
動能的變化等于合外力對物體所做的功: $$ W_{text{合}} = Delta Ek = frac{1}{2}mv{text{末}} - frac{1}{2}mv_{text{初}} $$ 該定理揭示了力通過做功改變物體能量的本質。
示例:一輛 1000 kg 的汽車以 20 m/s 行駛,其動能為:
$$
E_k = frac{1}{2} times 1000 times 20 = 200,!000 , text{J}
$$
若速度減半(10 m/s),動能僅為原來的四分之一(25,000 J)。
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