Kas ir rotācijas enerģija?

Enerģijas nezūdamības likums nosaka, ka kopējam enerģijas daudzumam izolētā sistēmā laika gaitā jāpaliek nemainīgam. Viena veida enerģijas zudumiem ir jārada cita veida enerģijas ieguvumi. Enerģijas pārnešana starp veidiem bieži notiek, apmainoties impulsam starp vielas atomu daļiņām. Dažādu enerģijas veidu piemēri papildus rotācijas enerģijai ietver ķīmisko, potenciālo un termisko enerģiju. Tāpēc rotācijas enerģija ir viens no daudzajiem iespējamajiem veidiem, kā matērija var noturēt enerģiju.

Ir daudz analoģiju starp rotācijas enerģiju un lineāro kinētisko enerģiju. Masas vietā rotācijas sistēmām ir inerces moments. Inerces momentu var uzskatīt par pretestību leņķiskajam paātrinājumam — tas ir līdzīgs tam, kā masa ir pretestība lineāram paātrinājumam. Inerces momenti palielinās, kad viela atrodas tālāk no rotācijas centra. Tas ir tāpēc, ka ir grūtāk panākt sistēmas griešanos, ja tās viela atrodas tālu no centra.

Tāpat rotācijas sistēmām lineāra ātruma vietā ir leņķiskais ātrums. Leņķiskais ātrums tiek mērīts radiānos sekundē, kas ir aptuveni 57.3 grādi sekundē. Gan liels inerces moments, gan liels leņķiskais ātrums atbilst lielai rotācijas enerģijai. Saskaņā ar enerģijas nezūdamības likumu tādu pašu rotācijas enerģijas daudzumu var iegūt, samazinot sistēmas inerces momentu, vienlaikus palielinot leņķisko ātrumu.

Viens praktisks rotācijas enerģijas pielietojums ir spararata akumulatoru izmantošana. Tāpat kā standarta akumulators uzglabā elektroenerģiju, spararata akumulators uzglabā rotācijas enerģiju. Vilcienā ar spararata akumulatoru kustīgā vilciena lineāro kinētisko enerģiju var pārnest uz borta spararata rotācijas enerģiju. Šīs pārsūtīšanas rezultātā samazināsies vilciena ātrums. Ja siltumā enerģija netiek zaudēta, visu vilciena kustības enerģiju var uzkrāt spararatā un vēlāk izmantot, lai vilcienu atkal paātrinātu.