Вращательная энергия или угловая кинетическая энергия — это кинетическая энергия, обусловленная вращением объекта , и она является частью его полной кинетической энергии . Рассматривая вращательную энергию отдельно вокруг оси вращения объекта, наблюдается следующая зависимость от момента инерции объекта : [1] где
Механическая работа , требуемая или приложенная во время вращения, равна крутящему моменту, умноженному на угол поворота. Мгновенная мощность тела с угловым ускорением равна крутящему моменту, умноженному на угловую скорость. Для свободно плавающих (незакрепленных) объектов ось вращения обычно проходит вокруг их центра масс .
Обратите внимание на тесную связь между результатом для вращательной энергии и энергией, удерживаемой линейным (или поступательным) движением:
Во вращающейся системе момент инерции I играет роль массы m , а угловая скорость — роль линейной скорости v . Энергия вращения катящегося цилиндра варьируется от половины поступательной энергии (если он массивный) до такой же, как поступательная энергия (если он полый) .
Примером может служить расчет кинетической энергии вращения Земли . Поскольку период вращения Земли вокруг своей оси составляет 23,93 часа, ее угловая скорость составляет7,29 × 10−5 рад · с −1 . [2] Земля имеет момент инерции, I =8,04 × 10 37 кг·м 2 . [3] Следовательно, он имеет вращательную кинетическую энергию2,14 × 1029 Дж .
Часть энергии вращения Земли также может быть получена с помощью приливной силы . Дополнительное трение двух глобальных приливных волн создает энергию физическим образом, бесконечно замедляя угловую скорость Земли ω . Из-за сохранения углового момента этот процесс передает угловой момент орбитальному движению Луны , увеличивая ее расстояние от Земли и ее орбитальный период (см. приливное запирание для более подробного объяснения этого процесса).
