Для того, щоб виконати будь-яку роботу, необхідна енергія.
Щоб з ранку задзвонив годинник, повинна бути енергія, при споживанні якої дзвонив би дзвінок. У механічному годиннику така енергія є в заведеній пружині. Пружина, потроху випрямляючись, втрачає енергію. Дзвінок цю енергію споживає і, дзвонячи, здійснює роботу.
Інший приклад — механізм для забивання свай, за допомогою якого в основу новобудови заганяють довгі залізобетонні сваї. Електромотор забійника свай піднімає на тросі вгору тяжкий молот. Молот, так само як і всі інші тіла, які піднімаються над поверхнею землі, накопичує енергію. Після цього молот опускається і вільно падає донизу. Під час удару енергія витрачається, молот виконує работу, і свая з кожним ударом занурюється все глибше у землю. Чим більше енергія у піднятого молота, тим глибше в землю він може увігнати сваю.
Скільки виконується роботи, стільки витрачається енергії.
Енергія характеризує здатність тіла виконувати роботу. Енергію вимірюють у джоулях (Дж).
Здатність тіла, що знаходиться в русі, виконувати роботу називають кінетичною енергією.
Кінетикос грецькою означає «належність до руху».
Енергією володіють всі тіла, що знаходяться в русі. Наприклад, автомобіль, що рухається може обігнути перешкоду, молоток який знаходиться в русі може забити цвях, падаючий камінь може поранити людину.
Величина кінетичної енергії залежить від маси тіла \(m\) (кг) і швидкості \(v\) (м/с).
Кінетична енергія тіла дорівнює половині від добутку маси на квадрат швидкості.
Тіло з більшою масою має більшу кінетичну енергію. Однак швидкість тіла кінетичну енергію змінює більш стрімко (дивись формулу).
Наприклад, маленька куля зі зброї, яка летить з величезною швидкістю може глибоко проникнути в тіло; птах у повітрі може збити величезний літак, тому що під час зіткнення володіє великою швидкістю, а, отже, і великою кінетичною енергією, і може пошкодити лопасті турбіни двигуна.
На американських гірках при русі вагончика вгору його кінетична енергія зменшується, а при русі вниз — різко збільшується, тому що під впливом сили тяжіння збільшується його швидкість.
Приклад:
Яку кінетичну енергію має ядро масою \(1\) кг, яке летить зі швидкістю \(500\) м/с?
Відповідь: кінетична енергія ядра, що летить, дорівнює \(125 000\) Дж або \(125\) кДж.