運動エネルギー

運動エネルギー

動いている物体がその運動の状態によって持っているエネルギー

解説

運動エネルギーは、物体の質量 $m$ と速さ $v$ の2乗に比例し、$K = \frac{1}{2}mv^2$ という公式で定義されます。この式が示す通り、物体の速さが2倍になれば運動エネルギーは4倍、速さが3倍になれば9倍へと急激に増加します。この物理的特性は、自動車の速度が上がると衝突時の衝撃が飛躍的に大きくなる理由を説明する際にも用いられます。

また、運動エネルギーは位置エネルギーと相互に変換される性質を持ちます。摩擦や空気抵抗を無視できる理想的な条件下では、運動エネルギーと位置エネルギーの和は常に一定に保たれ、これを「力学的エネルギー保存の法則」と呼びます。例えば、ふりこの運動では、最下点で速さが最大（運動エネルギー最大）となり、最高点では速さが0（運動エネルギー0）となりますが、どの地点においても両者の合計値は不変です。