Energia kinetyczna

Zawartość

• Różnica między energią kinetyczną a potencjalną
• Wzór na obliczanie energii kinetycznej
• Ćwiczenia z energią kinetyczną
• Przykłady energii kinetycznej
• Inne rodzaje energii

Plik Energia kinetyczna To jest to, co ciało uzyskuje dzięki swojemu ruchowi i jest definiowane jako ilość pracy niezbędnej do przyspieszenia ciała w spoczynku i danej masy do zadanej prędkości.

Wspomniana energia Uzyskuje się ją poprzez przyspieszenie, po którym obiekt zachowa go identycznie, aż zmieni się prędkość (przyspiesz lub zwolnij) tak więc, aby się zatrzymać, zajmie ujemną pracę o takiej samej wielkości, jak skumulowana energia kinetyczna. Zatem im dłuższy czas, w którym siła początkowa działa na poruszające się ciało, tym większa osiągnięta prędkość i większa uzyskana energia kinetyczna.

Różnica między energią kinetyczną a potencjalną

Energia kinetyczna wraz z energią potencjalną sumują się w sumę energii mechanicznej (E._m = E._do + E._p). Te dwa sposoby energia mechaniczna, kinetyka i potencjał, wyróżniają się tym, że ta ostatnia jest ilością energii związanej z pozycją zajmowaną przez obiekt w spoczynku i może być trzech typów:

• Grawitacyjna energia potencjalna. Zależy to od wysokości, na jakiej obiekty są umieszczone i przyciągania, jakie wywiera na nie grawitacja.
• Elastyczna Energia potencjalna. To ten, który pojawia się, gdy elastyczny przedmiot odzyskuje swój pierwotny kształt, jak sprężyna po dekompresji.
• Energia potencjalna elektryczna. Jest zawarta w pracy wykonywanej przez określone pole elektryczne, gdy ładunek elektryczny wewnątrz niego przemieszcza się z punktu w polu do nieskończoności.

Zobacz też: Przykłady energii potencjalnej

Wzór na obliczanie energii kinetycznej

Energię kinetyczną reprezentuje symbol E._do (czasami także E._– Ruda₊ lub nawet T lub K), a jej klasyczny wzór obliczeniowy to I_do = ½. m. v²gdzie m reprezentuje masę (w Kg), a v reprezentuje prędkość (wm / s). Jednostką miary energii kinetycznej są dżule (J): 1 J = 1 kg. m²/ s².

Biorąc pod uwagę kartezjański układ współrzędnych, wzór na obliczenie energii kinetycznej będzie miał następującą postać: I_do= ½. m (ẋ² + ẏ² + ¿²)

Te sformułowania różnią się w mechanice relatywistycznej i mechanice kwantowej.

Ćwiczenia z energią kinetyczną

1. Samochód o masie 860 kg jedzie z prędkością 50 km / h. Jaka będzie jego energia kinetyczna?

Najpierw przekształcamy 50 km / h na m / s = 13,9 m / s i stosujemy wzór obliczeniowy:

I_do = ½. 860 kg. (13,9 m / s)² = 83 000 J..

1. Kamień o masie 1500 kg stacza się po zboczu, gromadząc energię kinetyczną 675000 J. Jak szybko porusza się kamień?

Ponieważ Ec = ½. m .v² mamy 675000 J = ½. 1500 kg. v², a rozwiązując nieznane, musimy v² = 675000 J. 2/1500 kg. 1, skąd v² = 1350000 J / 1500 kg = 900 m / s, i w końcu: v = 30 m / s po rozwiązaniu pierwiastka kwadratowego z 900.

Przykłady energii kinetycznej

1. Mężczyzna na deskorolce. Deskorolkarz na betonie U doświadcza zarówno energii potencjalnej (gdy zatrzymuje się na chwilę na swoich końcach), jak i energii kinetycznej (gdy wznawia ruch w dół i do góry). Skateboarder z większą masą ciała nabierze większej energii kinetycznej, ale także taki, którego deskorolka pozwala mu na jazdę z większą prędkością.
2. Wazon porcelanowy, który spada. Gdy grawitacja działa na przypadkowo potknięty porcelanowy wazon, energia kinetyczna gromadzi się w twoim ciele, gdy opada i jest uwalniana, gdy uderza o ziemię. Początkowa praca wywołana przez potknięcie przyspiesza łamanie stanu równowagi ciała, a resztę wykonuje grawitacja Ziemi.
3. Rzucona piłka. Wydrukowując naszą siłę na kulkę w spoczynku, przyspieszamy ją na tyle, aby pokonywała odległość między nami a towarzyszem zabaw, nadając jej w ten sposób energię kinetyczną, której wtedy nasz partner musi przeciwdziałać, wykonując pracę o równej lub większej wielkości. iw ten sposób zatrzymać ruch. Jeśli kula jest większa, jej zatrzymanie zajmie więcej pracy, niż gdyby była mała.
4. Kamień na zboczu wzgórza. Przypuśćmy, że wepchniemy kamień na wzgórze. Praca, jaką wykonujemy, popychając go, musi być większa niż energia potencjalna kamienia i przyciąganie grawitacji do jego masy, w przeciwnym razie nie będziemy w stanie go podnieść lub co gorsza nas zmiażdży. Jeśli, podobnie jak Syzyf, kamień opadnie przeciwległym zboczem na drugą stronę, podczas opadania w dół wyzwoli swoją energię potencjalną w energię kinetyczną. Ta energia kinetyczna będzie zależeć od masy kamienia i prędkości, jaką osiąga podczas upadku.
5. Wózek kolejką górską uzyskuje energię kinetyczną podczas upadku i zwiększa swoją prędkość. Na chwilę przed rozpoczęciem zejścia wózek będzie miał energię potencjalną, a nie kinetyczną; Ale po rozpoczęciu ruchu cała energia potencjalna staje się kinetyczna i osiąga swój maksymalny punkt, gdy tylko kończy się upadek i zaczyna się nowe wznoszenie. Nawiasem mówiąc, ta energia będzie większa, jeśli wózek jest pełen ludzi, niż gdyby był pusty (będzie miał większą masę).

Inne rodzaje energii