Существует несколько математических моделей, которые описывают кинетическую энергию в разных физических условиях: 1

• Формула классической механики. 1 Кинетическая энергия точечного объекта или невращающегося твёрдого тела зависит от массы тела и его скорости. 1 Формула: E_k = 1/2 m v^2, где m — масса, а v — скорость тела. 1
• Формула для вращательного движения вокруг неподвижной оси. 2 Кинетическая энергия тела, вращающегося вокруг неподвижной оси, равна половине произведения момента инерции тела относительно оси вращения на квадрат его угловой скорости. 2
• Формула для сферического движения. 2 Кинетическая энергия тела при сферическом движении равна половине произведения момента инерции тела относительно мгновенной оси вращения на квадрат его мгновенной угловой скорости. 2
• Формула для движения со скоростями, близкими к скорости света. 3 Если в задаче допускается такое движение, кинетическая энергия материальной точки определяется как: T = mc^2 / (1 - v^2 / c^2) - mc^2, где m — масса материальной точки, v — скорость движения в выбранной инерциальной системе отсчёта, c — скорость света в вакууме. 3
• Формула для объектов в атомном или субатомном масштабе. 1 Если объект находится в таком масштабе, значимы квантово-механические эффекты, и необходимо использовать квантово-механическую модель. 1