De formule
Hoe je kinetische energie berekent
Kinetische energie is de energie die een voorwerp heeft doordat het beweegt. De snelheidsterm staat in het kwadraat, en dat is het meest bepalende gegeven in verkeersveiligheid: een verdubbeling van de snelheid verviervoudigt de energie die bij een botsing ergens naartoe moet.
De formule geldt voor snelheden ver onder de lichtsnelheid. Relativistische correcties worden pas merkbaar boven ongeveer 10 procent van de lichtsnelheid, wat voor niets met wielen relevant is.
Waarom kinetische energie belangrijk is
Deze grootheid bepaalt hoeveel schade een botsing veroorzaakt, hoeveel remweg nodig is en hoeveel energie een windturbine of waterkrachtcentrale uit een bewegende massa kan halen. Overal waar snelheid en massa samenkomen, is kinetische energie de grootheid die de gevolgen kwantificeert.
Rekenvoorbeeld
Bij een massa van 1.400 kg en een snelheid van 13,9 m/s is de kinetische energie 0,5 × 1.400 × 13,9² = 135.247 J, oftewel 135,2470 kJ. Bij het dubbele van die snelheid zou de energie 540.988 J bedragen — vier keer zoveel, niet twee keer.
De uitkomst interpreteren
Vergelijk de twee energiecijfers. Een auto bij 50 km/u heeft ongeveer 135 kJ; bij 100 km/u is dat 541 kJ. Dat verklaart waarom een kleine toename in snelheid een grote toename in remweg en botsingsernst geeft.
Let op: snelheid moet in meter per seconde staan. Kilometer per uur gedeeld door 3,6 geeft m/s — km/u rechtstreeks invullen overschat de energie met een factor van ongeveer 13.
Omdat de arbeid die nodig is om iets te versnellen gelijk is aan kracht maal afstand, en de afgelegde afstand groeit zowel met de snelheid als met de kracht. Integreren daarvan levert de formule ½mv² op.
Een auto van 1.400 kg bij 50 km/u heeft ongeveer 135.000 joule — ruwweg de energie die vrijkomt bij 30 gram TNT, verspreid over een tiende van een seconde.