ગતિજ ઊર્જા (kinetic energy) : ગતિમાન પદાર્થ સાથે સંકળાયેલી ઊર્જા. આ ઊર્જાને ગતિશક્તિ પણ કહે છે. પદાર્થની ગતિજ ઊર્જા તેના અર્ધા દ્રવ્યમાન અને તેના વેગના વર્ગના ગુણાકાર જેટલી હોય છે. ગતિજ ઊર્જાને E, પદાર્થના દ્રવ્યમાનને m અને તેના વેગને v વડે દર્શાવીએ તો પદાર્થની સ્થાનેતર ગતિ માટે,
E = ½mv2 છે.
પદાર્થનો વેગ (v) કોઈ જડ (intertial) નિર્દેશતંત્રના સંદર્ભમાં આપેલો છે એમ માનીએ. ગતિમાન પદાર્થનો વેગમાન (momentum) (P) એ તેના દ્રવ્યમાન (m) અને વેગ (v)ના ગુણાકાર બરાબર હોય છે, P = mv. ગતિજ ઊર્જા(E)નું સૂત્ર વેગમાન રૂપે દર્શાવીએ તો
E = ½Pv.
પદાર્થની ગતિજ ઊર્જા વેગના વર્ગ પ્રમાણે વધે છે; ઉદાહરણ તરીકે, કલાકે 100 કિમી.ના વેગથી ચાલતી મોટરની ગતિજ ઊર્જા તે જ મોટર કલાકે 50 કિમી.ના વેગથી ચાલે ત્યારની ગતિજ ઊર્જા કરતાં ચાર-ગણી હોય છે. ગતિજ ઊર્જાના આ પ્રમાણેના વધારાના કારણે, અતિ ઝડપી પદાર્થોની અથડામણ ઓછા ઝડપી પદાર્થોની અથડામણ કરતાં વધુ જોખમકારક અને નુકસાનકારક હોય છે.
જ્યારે ગતિમાન પદાર્થ બીજા પદાર્થ સાથે અથડાય ત્યારે ઊર્જા અને વેગમાનનો વિનિમય થાય છે. વધુ ગતિજ ઊર્જાવાળો પદાર્થ પોતાની ઊર્જા ગુમાવે છે. મોટા વેગથી ગતિ કરતા પદાર્થો સંઘાત (impact) દ્વારા વધારે હાનિ સર્જે છે.
ર્દઢ પદાર્થ સ્થાનેતર ગતિ કરી શકે અને તેના કેન્દ્ર આસપાસ ભ્રમણ પણ કરી શકે. કેન્દ્રીય અક્ષ આસપાસ જડત્વની ચાકમાત્રા (moment of intertia) (I) અને કોણીય વેગ (ω) ધરાવતા પદાર્થની ભ્રમણની ગતિજ ઊર્જા (ER)
ER = ½Iω2
આ ઉપરથી ગતિમાન ર્દઢ પદાર્થ માટે વ્યાપક ગતિજ ઊર્જા(EK)નું સૂત્ર
EK = ½mv2 + ½ Iω2
અમુક સમયાન્તરમાં લાગતાં બળો દ્વારા પદાર્થ વેગમાન અને ગતિજ ઊર્જા મેળવે છે. જેમ સમયાન્તર અધિક તેમ વેગમાન અને ગતિજ ઊર્જા પણ અધિક મળે છે. ટેનિસ અને ગૉલ્ફ જેવી રમતોમાં ખેલાડી એવી રીતે રમે છે કે દડા પર તેમનું બળ અધિકતમ સમય માટે લાગે. આના પરિણામે દડો વધારે ઝડપથી ગતિ કરે છે અને વધુ વેગમાન અને વધુ ગતિજ ઊર્જા પ્રાપ્ત કરતો હોય છે.
હિંમતલાલ ચૂનીલાલ શુક્લ