今のあなたの周りを見てください。何か動いていますか？たぶん、天井の扇風機があなたの周りの空気を回転させているのかもしれませんし、木々や雲が空を横切って動いている葉が動いているのかもしれません.それは、携帯電話をスクロールするときに手を制御する単収縮筋、または胸の鼓動である可能性があります。私たちの周りの世界は、静止しているように見えても常に動いています。これは運動エネルギーとして知られています。それは何ですか?日常生活のどこで見つけ、どのように活用できますか?
運動と運動エネルギーの法則
最も基本的な運動エネルギー (KE) は、物体が動いているために物体が持つものです。動くものはすべて何らかのものを持っていますが、ほとんどのものはそれ自身を生成しません。この概念を理解するには、ニュートンの運動の法則を理解する必要があります。おそらく、第一法則の基本についてはすでによく知っているでしょう。それは、動いている物体も静止している物体も、外からの力を受けない限り、そのままの状態を保つと述べています。
運動の第 1 法則に従って、野球ボールを投げると、他の力が作用するまでボールは前進し続けます。ここ地球では、抗力と重力が含まれます。同じ野球ボールを宇宙空間に投げたら、それは永遠に続く可能性があります。
投球のエネルギーは、何かに当たるまで野球ボールに残ります。これは、何かと接触するまでの位置エネルギーと呼ばれます。地面、プレイヤー、または不幸な鳥にぶつかると、そのエネルギーの一部が当たったオブジェクトに転送されます。これが運動エネルギーです。
巨視的対微視的
科学者は、運動エネルギーを巨視的エネルギーと微視的エネルギーの 2 つのカテゴリーに分類します。巨視的な運動エネルギーは観察がはるかに簡単です。それが、先ほどお話しした野球で見られるものです。デバイスが保存できる KE の量は、速度と質量の 2 つの変数によって決まります。時速 100 マイルで動く野球ボールは、時速 50 マイルで動く野球ボールよりも運動エネルギーが大きくなります。ボウリングのボールは、どちらの野球ボールよりも運動性が高くなります。
巨視的な運動エネルギーは、マーベルの映画「ブラックパンサー」にも登場します。 T'Challa のスーツがどのようにエネルギーを集め、後で解放できるか覚えていますか?それは仕事中の KE です。
微視的な運動エネルギーは、肉眼で見るものではありません。代わりに、温度と熱力学で役割を果たします。温度が高いほど、原子の振動は速くなります。温度が下がると、それらの間の動きが遅くなります。場合によっては、これが物理的な反応として表示されます。水が加熱されると、蒸気に変わります。冷えると原子の動きが止まり、氷になります。
運動エネルギーの活用
どうすれば運動エネルギーを利用して、それを有用なものに変えることができるでしょうか?これを行う方法はたくさんありますが、その中には信じられないほど未来的なものもあります。
多くの再生可能エネルギー源は、さまざまな方法でそれを利用しています。たとえば、風力発電では、通過する風によって生成されるものを利用するためにタービンを使用します。タービンが回転すると、エンジンがそのエネルギーを家庭で使用できる電力に変換します。水力発電はダムで同様のタービンを使用し、水がダムを流れるときにエネルギーを生成します。
ただし、運動エネルギーはそれほど大規模である必要はありません。キネティック ウォッチは巻き上げる必要がありません。代わりに、装着している腕を動かすと充電されます。使用しないときは、箱に保管して、時計をそっと揺らして傷をつけないようにすることができます。医師は、心拍の KE を使用してデバイスのバッテリーを充電するペースメーカーにさえ注目しています。従来、ペースメーカーは 5 ～ 10 年ごとに交換が必要なバッテリーを使用していました。これらの小さなデバイスは、必要な手術の頻度を減らすことができます.
私たちは常に動いており、研究者はそのエネルギーを利用する新しい方法を探しています。フィットネスセンターでは、エクササイズ マシンを使用して発電することができます。ダンス クラブでさえ、足を踏み入れると気づかないほど沈むフロア パネルを設置しており、ダンサーの運動エネルギーを電気に変換してクラブに電力を供給しています。
運動エネルギー
運動エネルギーは複雑な科学原理のように聞こえるかもしれませんが、私たちの周りの世界を形作り、動力を与えているものです。床に足を踏み入れるたびに、足から下の地面にわずかな KE が移動します。心臓が鼓動するたびに、ペースメーカーに電力を供給する能力があります。
次にボールを投げたり、ダンスをしたり、ある部屋から別の部屋に移動したりするときは、自分が生成している運動エネルギーの種類について考えてみてください。それは、日常生活に多くの用途があり、私たちの世界を動かすために使用できる驚くべき力です.潜在的な用途は、より良い未来への扉を開くことができます。
