أمثلة على الطاقة الحركية

ال الطاقة الحركية إنه ما يكتسبه الجسم بسبب حركته ويتم تعريفه على أنه مقدار العمل الضروري لتسريع الجسم في حالة الراحة والكتلة المحددة إلى السرعة المحددة. على سبيل المثال: رجل على لوح تزلج ، كرة ملقاة ، عربة قطار.

يتم الحصول على هذه الطاقة من خلال أ التسريع، وبعد ذلك سيبقى الكائن متطابقًا حتى تتغير السرعة (تتسارع أو تبطئ) بمقدار والتي ، لإيقافها ، سوف تتطلب عملاً سالبًا بنفس حجم طاقتها الحركية المتراكمة. وبالتالي ، فكلما زاد الوقت الذي تؤثر فيه القوة الأولية على الجسم المتحرك ، زادت السرعة التي تم الوصول إليها وزادت الطاقة الحركية التي تم الحصول عليها.

الفرق بين الطاقة الحركية والطاقة الكامنة

الطاقة الحركية ، جنبا إلى جنب مع الطاقة الكامنة، اجمع ما يصل إلى المجموع الطاقة الميكانيكية (و_م = هـ_ج + إي_ص). يتميز هذان الشكلان من الطاقة الميكانيكية ، الحركية والجهد ، بأن الأخير هو مقدار الطاقة المرتبطة بالموضع الذي يشغله الجسم في حالة السكون ويمكن أن يكون من ثلاثة أنواع:

صيغة حساب الطاقة الحركية

يتم تمثيل الطاقة الحركية بالرمز E_ج (أحيانًا أيضًا E_– أو E.₊ أو حتى T أو K) وصيغتها الحسابية التقليدية هي و_ج = ½. م. الخامس²

حيث تمثل m الكتلة (بالكيلو جرام) وتمثل v السرعة (م / ث). وحدة قياس الطاقة الحركية هي الجول (J): 1 J = 1 كجم. م²/ س².

بالنظر إلى نظام الإحداثيات الديكارتية ، فإن صيغة حساب الطاقة الحركية سيكون لها الشكل التالي: و_ج= ½. م (ẋ² + ẏ² + ¿²)

تختلف هذه الصيغ في الميكانيكا النسبية وميكانيكا الكم.

تمارين الطاقة الحركية

1. سيارة وزنها 860 كجم تتنقل بسرعة 50 كم / ساعة. ماذا ستكون طاقته الحركية؟

أولاً نقوم بتحويل 50 km / h إلى m / s = 13.9 m / s ونطبق صيغة الحساب:

و_ج = ½. 860 كجم (13.9 م / ث)² = 83000 ج.

1. حجر كتلته 1500 كجم يتدحرج على منحدر بتراكم طاقة حركية قدرها 675000 ج. ما مدى سرعة تحرك الحجر؟

منذ Ec = ½. م² لدينا 675000 J = ½. 1500 كجم الخامس²,
وعند حل المجهول ، علينا أن v² = 675000 ج. 2/1500 كغ 1 من أين ت² = 1350000 جول / 1500 كجم = 900 م / ث ،
وأخيرًا: v = 30 m / s بعد حل الجذر التربيعي لـ 900.

أمثلة على الطاقة الحركية

1. رجل على لوح تزلج. لوح التزلج على الخرسانة U يختبر كلا من الطاقة الكامنة (عند التوقف عندها المتطرفة للحظة) والطاقة الحركية (عند استئناف الحركة الهبوطية و لأعلى). سوف يكتسب المتزلج ذو كتلة الجسم الأكبر طاقة حركية أكبر ، ولكن أيضًا الشخص الذي يسمح له لوح التزلج بالسير بسرعات أعلى.
2. إناء من الخزف يقع. كما تعمل الجاذبية على إناء الخزف المتعثر بالخطأ ، الطاقة تتراكم الحركية في جسمك عندما تنزل وتتحرر عندما تتكسر تربة. يعمل العمل الأولي الناتج عن الرحلة على تسريع كسر الجسم لحالة التوازن ويتم الباقي بواسطة جاذبية الأرض.
3. كرة ملقاة. من خلال وضع قوتنا على الكرة في حالة سكون ، نقوم بتسريعها بدرجة كافية بحيث تقطع المسافة بيننا وبين زميل في اللعب ، وبالتالي ، فإنه يمنحها طاقة حركية ، وعند إيقافها ، يجب على زميلنا أن يتصدى لها بعمل مساوٍ أو أكبر ، وبالتالي إيقاف حركة. إذا كانت الكرة أكبر ، فسيستغرق إيقافها جهدًا أكبر مما لو كانت صغيرة.
4. حجر على منحدر التل. لنفترض أننا دفعنا حجرًا صعودًا على منحدر تل. يجب أن يكون العمل الذي نقوم به عند الدفع أكبر من الطاقة الكامنة للحجر والجاذبية من الجاذبية على كتلته ، وإلا فلن نتمكن من تحريكه لأعلى ، أو الأسوأ من ذلك ، فسوف يسحقنا. إذا نزل الحجر ، مثل سيزيف ، على المنحدر المعاكس إلى الجانب الآخر ، فإنه سيطلق طاقته الكامنة إلى طاقة حركية أثناء هبوطه. تعتمد هذه الطاقة الحركية على كتلة الحجر والسرعة التي يكتسبها في سقوطه.
5. عربة قطار الملاهي يكتسب طاقة حركية عندما يسقط ويزيد من سرعته. قبل لحظات من بدء هبوط العربة ، سيكون لدى العربة طاقة كامنة وليست طاقة حركية ؛ ولكن بمجرد بدء الحركة ، تصبح كل الطاقة الكامنة حركية وتصل إلى أقصى نقطة لها بمجرد انتهاء السقوط وبدء الصعود الجديد. بالمناسبة ، ستكون هذه الطاقة أكبر إذا كانت العربة مليئة بالناس مما لو كانت فارغة (سيكون لها كتلة أكبر).

أنواع أخرى من الطاقة

اتبع مع: