L’energia extra che un oggetto possiede quando è in movimento è nota come energia cinetica. Questo movimento può essere in qualsiasi direzione possibile e ci sono diversi tipi di movimento con cui un oggetto può muoversi. L’energia cinetica può anche essere descritta come la quantità di lavoro che richiederebbe all’oggetto per accelerare da uno stato di quiete alla sua velocità attuale. La quantità di questa energia che può avere un oggetto è descritta semplicemente come una grandezza e non rappresenta la sua direzione di viaggio.
L’equazione matematica utilizzata per descrivere l’energia cinetica di un oggetto non rotante è la seguente:
KE = 1/2 * m * v²
Nell’equazione sopra, KE è l’energia cinetica dell’oggetto, mentre m rappresenta la sua massa e v la sua velocità, o velocità. Il numero uno a cui si può arrivare è descritto in joule, che sono l’unità di lavoro. Quello che dice l’equazione è che l’energia cinetica di un oggetto è direttamente proporzionale al valore della sua velocità al quadrato. Ad esempio, se la velocità di un oggetto raddoppia, significa che la sua energia cinetica aumenterà di quattro volte di più; se la velocità triplica, aumenterà di nove volte e così via.
L’equazione precedente descriveva l’energia cinetica in termini di meccanica classica, il che significa che l’oggetto è rigido e il suo movimento è semplificato. Questo tipo è noto come movimento di traslazione, in cui un oggetto si sposta semplicemente da un punto all’altro. Ci sono altri modi in cui un oggetto può muoversi in cui il calcolo della sua energia cinetica può essere più complesso, incluso il movimento vibrazionale e il movimento rotatorio. Ci sono anche casi in cui gli oggetti interagiscono e possono trasferire questa energia tra loro.
Molti oggetti in movimento simultaneo hanno quella che viene definita energia cinetica di un sistema, dove la quantità totale di energia è uguale alla somma di ciascuno dei singoli oggetti. Le equazioni per calcolare questa energia diventano più complesse con l’energia rotazionale e vibrazionale e quando c’è un sistema di oggetti con vari tipi di movimento o oggetti non rigidi. Allo stesso modo, il suo calcolo diventa anche molto più complicato se applicato alla meccanica quantistica e ad altri tipi di fisica moderna.