动能是物体由于作机械运动而具有的能量。其计算公式为:
\[ E_k = \frac{1}{2}mv^2 \]
其中:
\( E_k \) 表示物体的动能,单位是焦耳(J)
\( m \) 表示物体的质量,单位是千克(kg)
\( v \) 表示物体的速度,单位是米每秒(m/s)
这个公式表明,动能与物体的质量和速度的平方成正比。质量越大,速度越快,物体的动能就越大。动能是一个标量,没有方向,只有大小,且不能小于零。
此外,动能定理描述了物体动能的变化量与合外力所做的功的关系。合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量,即:
\[ W = \frac{1}{2}m v_1^2 - \frac{1}{2}m v_0^2 \]
其中:
\( W \) 表示合外力所做的功
\( v_1 \) 表示物体的末速度
\( v_0 \) 表示物体的初速度。
这个定理在物理学中有着广泛的应用,是分析和解决力学问题的重要工具。