Кинетическая энергия

Кинетическая энергия – часть энергии физической системы, которую она имеет благодаря движения.
Кинетическую энергию принято обозначать буквами K или T.
В случае частицы с массой m и скоростью кинетическая энергия дается формулой



Кинетическая энергия в системе многих частиц является аддитивной величиной, т.е.



Например, при вращении твердого тела с моментом инерции I с угловой скоростью кинетическая энергия определяется как



В лагранжевой формализме механики кинетическая энергия для частицы обобщенной координаты q с массой m и обобщенной скоростью дается формулой



В гамильтоновой формализме:

,

где p – обобщенный импульс.
В квантовой механике оператор кинетической энергии частицы задается формулой



Кинетическая энергия зависит от системы отсчета, поскольку от нее зависит скорость. Действительно, для наблюдателя, движущегося параллельно с телом, по которому ведется наблюдение, тело кажется незыблемым, а, следовательно, не обладает кинетической энергии. Для наблюдателя в другой системе отсчета это тело движется, а, следовательно, опасное при столкновении.
Учитывая то, что при скоростях движения, близких к скорости света в вакууме, старый вид формулы для кинетической энергии не подходит, его необходимо изменить. Кинетическая энергия должна быть определена как разница полных энергий движимой и недвижимой частиц.

,

где m – масса частицы, c – скорость света в вакууме.
В статистической физике мерилом кинетической энергии системы многих частиц является температура. В классической равновесной системе с температурой T по закону ривнорозподилу каждой степень свободы в среднем приходится энергия k B T / 2, где k B – постоянная Больцмана. Поэтому каждый атом равновесной системы в среднем имеет кинетическую энергии 3 k B T / 2.