Vad är rotationsenergi?

Rotationsenergi är komponenten i kinetisk energi som kommer från en kropps rotation.Det resulterar när någon form av materia kretsar kring ett rotationscentrum.Det kan omvandlas till andra former av energi, mest typiskt translationell och värmeenergi.Många analogier finns mellan rotationskinetisk energi och linjär kinetisk energi.Det finns några praktiska tillämpningar för rotationsenergi, till exempel lagring av energi i ett snurrande svänghjul.

Lagen om bevarande av energi anser att den totala mängden energi i ett isolerat system måste förbli konstant över tid.Energiförluster av en typ måste resultera i energivinster av en annan typ.Överföring av energi mellan typer sker ofta genom utbyte av momentum mellan atompartiklarna i materien.Exempel på olika former av energi inkluderar kemisk, potential och termisk, utöver rotation.Rotationsenergi är därför ett av många möjliga sätt materia kan ha energi.

Det finns många analogier mellan rotationsenergi och linjär kinetisk energi.I stället för massa har rotationssystem ett ögonblick av tröghet.Tröghetsmomentet kan betraktas som motståndet mot vinkelacceleration mdash; det liknar hur massa är motståndet mot linjär acceleration.Stunder av tröghet ökar när materien är längre från rotationens centrum.Detta beror på att det är svårare att få ett system som snurrar om dess materia ligger långt från centrum.

På liknande sätt har rotationssystem en vinkelhastighet istället för en linjär hastighet.Vinkelhastigheten mäts i radianer per sekund, vilket är lika med cirka 57,3 grader per sekund.Både höga tröghetsmoment och hög vinkelhastighet motsvarar hög rotationsenergi.Enligt lagen om bevarande av energi kan samma mängd rotationsenergi erhållas genom att minska ett systems tröghetsmoment samtidigt som vinkelhastigheten ökar.

En praktisk applicering av rotationsenergi är användningen av svänghjulsbatterier.Precis som ett standardbatteri lagrar elektrisk energi, lagrar ett svänghjulsbatteri rotationsenergi.I ett tåg med ett svänghjulsbatteri kan den linjära kinetiska energin i det rörliga tåget överföras till rotationsenergin i svänghjulet ombord.Effekten av denna överföring kommer att vara en minskning av tågets hastighet.Om ingen energi går förlorad för värme, kan all energi i tågets rörelse förvaras i svänghjulet och senare användas för att påskynda tåget uppåt igen.