動能

動能dung6 nang4（英文：kinetic energy，KE）係指一嚿嘢（物體）由於郁動而帶有嘅能量。喺經典力學入面，動能條式係

${\displaystyle E_{k}={\frac {1}{2}}mv^{2}}$，當中

一架架嘅跑車用好高嘅速度飛馳，帶有相當嘅動能。

${\displaystyle m}$ 係物體嘅質量，${\displaystyle v}$ 係物體嘅速度。

背景

内文：經典力學

力同作功

内文：力同作功

想像有個特定嘅參考系，有一股力 ${\displaystyle \mathbf {F} }$ 持續噉施落一件有質量嘅物體嗰度，而且喺成個過程期間，件物體行咗 ${\displaystyle \Delta \mathbf {r} }$ ^{[註 1]} 咁遠嘅位移，用 C 代表佢行嗰條軌跡。因為成個過程入面有股力作用喺佢身上，件物體會有個非零嘅加速度，而有個非零嘅加速度代表佢個速度同動量會係噉變。成個過程入面，「嗰股力嘅作功（work done）」係一個冇方向嘅標量，定義上係^[1]：

${\displaystyle W=\mathbf {F} \cdot \Delta \mathbf {r} \,}$，或者寫做

${\displaystyle W=m\mathbf {a} \,\cdot \Delta \mathbf {r} \,}$。

如果喺成個過程入面股力個數值唔一致，噉個功嘅值可以用積分（integral；詳情睇微積分相關）嘅方法計：

${\displaystyle W=\int _{C}\mathbf {F} (\mathbf {r} )\cdot \mathrm {d} \mathbf {r} \,}$

例如想像一個棒球投手投球，啱啱開始嗰陣，個波喺佢手中唔郁（${\displaystyle \mathbf {v} =0}$），而由「開始投」到「放手」期間，佢一路用佢隻手向個波施力，而喺呢段期間個波移動咗若干嘅距離（${\displaystyle \Delta \mathbf {r} }$），令個波最後以若干非零速度（${\displaystyle \mathbf {v} \neq 0}$）飛出去^[2]。

順帶一提，如果有一股力，佢喺件物體身上作嘅功嘅數值總量係（只要移動嘅起點同終點不變）無論件物體嘅移動軌跡係點都一樣嘅話，呢股力就係一股保守力（conservative force），例如重力就係一股保守力，而摩擦力唔係^[3]。

推導動能

一架以若干速度行駛緊嘅車；佢會帶有若干量嘅動能。

睇埋：運動方程

有咗功呢個概念，就有得去諗動能嘅問題^[4]。首先，根據運動方程（equations of motions）^[5]，

${\displaystyle {\begin{aligned}v^{2}&=v_{0}^{2}+2a\left(r-r_{0}\right)\\\end{aligned}}}$，

呢條式描述一件加速緊嘅物體嘅速度變化，當中 ${\displaystyle v}$ 係件物體嘅最後速度，${\displaystyle v_{0}}$ 係佢初頭個速度。跟手執吓呢條式就會變成

${\displaystyle \mathbf {a} ={v^{2}-v_{0}^{2} \over 2\left(r-r_{0}\right)}}$，即係

${\displaystyle \mathbf {a} ={v^{2}-v_{0}^{2} \over 2\Delta \mathbf {r} }}$，跟住代呢條式落去功嗰條式（${\displaystyle W=m\mathbf {a} \,\cdot \Delta \mathbf {r} \,}$）嗰度嘅話就會出到

${\displaystyle W=m\Delta \mathbf {r} \cdot \,{v^{2}-v_{0}^{2} \over 2\Delta \mathbf {r} }}$，跟住一路執：

${\displaystyle W=m\cdot \,{v^{2}-v_{0}^{2} \over 2}}$，

${\displaystyle W={{1 \over 2}mv^{2}}-{{1 \over 2}mv_{0}^{2}}}$。

最尾呢條式表示，當有股力喺一件物體上作功，令後者速度改變嗰陣，屬於件物體嘅某個物理量會有所改變，而呢個物理量同件物體嘅「質量」以及「速度嘅次方」成正比。呢個物理量係物理學上面所講嘅動能－物體因為佢哋嘅郁動而帶嘅能量。

睇埋

• 溫度
• 熱力學

註釋

1. Δr = r_final − r_initial；r_final 係件物體最後個位置，而 r_initial 係佢初頭個位置。

攷

1. Movement means energy 互聯網檔案館嘅歸檔，歸檔日期2018年1月6號，..
2. Naito, K., Takagi, H., & Maruyama, T. (2011). Mechanical work, efficiency and energy redistribution mechanisms in baseball pitching. Sports Technology, 4(1-2), 48-64.
3. Conservative Force. HyperPhysics.
4. What is kinetic energy?.
5. Derivation of the Kinematics Equation.