Кинетичка енергија — разлика између измена
Садржај обрисан Садржај додат
. |
|||
Ред 54:
==== Деривација ====
Рад извршен при убрзавању честице масе -{''m''}- током инфинитезималног временског интервала -{''dt''}- је дат скаларним производом ''силе'' -{'''F'''}- и инфинитезималног ''померања -{''d'''x'''''}-
:<math>\mathbf{F} \cdot d \mathbf{x} = \mathbf{F} \cdot \mathbf{v} d t = \frac{d \mathbf{p}}{d t} \cdot \mathbf{v} d t = \mathbf{v} \cdot d \mathbf{p} = \mathbf{v} \cdot d (m \mathbf{v})\,,</math>
при чему се подразумева однос -{'''p''' = ''m'' '''v'''}- и валидност [[Други Њутнов закон|Другог Њутновог закона]]. (Међутим, такође погледајте специјалну релативистичку деривацију [[Кинетичка енергија#Релативистичка механика|испод]].)
Примењујући [[product rule|правило производа]] може се показати да је:
:<math> d(\mathbf{v} \cdot \mathbf{v}) = (d \mathbf{v}) \cdot \mathbf{v} + \mathbf{v} \cdot (d \mathbf{v}) = 2(\mathbf{v} \cdot d\mathbf{v}).</math>
Стога је, подразумевајући константну масу, тако да је ''dm''=0,
:<math> \mathbf{v} \cdot d (m \mathbf{v}) = \frac{m}{2} d (\mathbf{v} \cdot \mathbf{v}) = \frac{m}{2} d v^2 = d \left(\frac{m v^2}{2}\right). </math>
Будући да је ово [[Differential of a function|тотални диференцијал]] (другим речима, он једино зависи од коначног стања, а не од начина на који је честица стигла до одредишта), он се може интегрисати и резултат се назива кинетичка енергија. Узимајући да је објекат био у мировању у времену 0, може се интегрисати од времена 0 до времена -{t}-, зато што је рад који је извршила сила да доведе објекат из мировања до брзине -{''v''}- једнак раду неопходном да се уради супротно:
:<math> E_\text{k} = \int_0^t \mathbf{F} \cdot d \mathbf{x} = \int_0^t \mathbf{v} \cdot d (m \mathbf{v}) = \int_0^v d \left(\frac{m v^2}{2}\right) = \frac{m v^2}{2}. </math>
Ова једначина наводи да је кинетичка енергија (-{''E''<sub>k</sub>}-) једнака [[интеграл]]у [[Скаларни производ вектора|скаларног производа]] [[velocity|брзине]] (-{'''v'''}-) тела и [[Инфинитезималан|инфинитезималне]] промене [[Импулс|момента]] тела (-{'''p'''}-). Подразумева се да тело започиње без кинетичке енергије, кад је у мировању (непокретно).
=== Кинетичка енергија ротирајућег тела ===
|