Παραδείγματα κινητικής ενέργειας

ο Κινητική ενέργεια Είναι αυτό που ένα σώμα αποκτά λόγω της κίνησής του και ορίζεται ως το ποσό της εργασίας που απαιτείται για την επιτάχυνση ενός σώματος σε ηρεμία και μιας δεδομένης μάζας σε μια καθορισμένη ταχύτητα. Για παράδειγμα: ένας άντρας με skateboard, μια ρίψη μπάλας, ένα καλάθι με ρόλερ κόστερ.

Αυτή η ενέργεια αποκτάται μέσω ενός επιτάχυνση, μετά το οποίο το αντικείμενο θα το διατηρήσει πανομοιότυπο έως ότου η ταχύτητα μεταβληθεί (επιτάχυνση ή επιβράδυνση) κατά το οποίο, για να σταματήσει, θα απαιτήσει αρνητική εργασία του ίδιου μεγέθους με την κινητική της ενέργεια συσσωρευμένος. Έτσι, όσο μεγαλύτερος είναι ο χρόνος κατά τον οποίο η αρχική δύναμη δρα στο κινούμενο σώμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα που επιτυγχάνεται και τόσο μεγαλύτερη είναι η κινητική ενέργεια που λαμβάνεται.

Διαφορά μεταξύ κινητικής ενέργειας και δυνητικής ενέργειας

Η κινητική ενέργεια, μαζί με το δυναμική ενέργεια, προσθέστε έως το σύνολο του μηχανική ενέργεια (ΚΑΙ_Μ = Ε_ντο + Ε_Π). Αυτές οι δύο μορφές μηχανικής ενέργειας, κινητικής και δυναμικής, διακρίνονται στο ότι η τελευταία είναι η ποσότητα ενέργειας που σχετίζεται με τη θέση που καταλαμβάνει ένα αντικείμενο σε ηρεμία και μπορεί να είναι τριών τύπων:

Τύπος υπολογισμού κινητικής ενέργειας

Η κινητική ενέργεια αντιπροσωπεύεται από το σύμβολο Ε_ντο (μερικές φορές επίσης Ε_– ή Ε₊ ή ακόμα και T ή K) και ο κλασικός τύπος υπολογισμού του είναι ΚΑΙ_ντο = ½. Μ. β² όπου το m αντιπροσωπεύει μάζα (σε Kg) και το v αντιπροσωπεύει την ταχύτητα (σε m / s). Η μονάδα μέτρησης της κινητικής ενέργειας είναι Joules (J): 1 J = 1 kg. Μ²/ δ².

Δεδομένου ενός καρτεσιανού συστήματος συντεταγμένων, ο τύπος υπολογισμού κινητικής ενέργειας θα έχει την ακόλουθη μορφή: ΚΑΙ_ντο= ½. μ (ẋ² + ẏ² + ¿²)

Αυτές οι διατυπώσεις ποικίλλουν σε σχετικιστική μηχανική και κβαντική μηχανική.

Ασκήσεις κινητικής ενέργειας

1. Ένα αυτοκίνητο 860 κιλών ταξιδεύει με ταχύτητα 50 km / h. Ποια θα είναι η κινητική του ενέργεια;

Αρχικά μετατρέπουμε τα 50 km / h σε m / s = 13,9 m / s και εφαρμόζουμε τον τύπο υπολογισμού:

ΚΑΙ_ντο = ½. 860 κιλά. (13,9 m / s)² = 83.000 J.

1. Μια πέτρα με μάζα 1500 Kg κυλάει σε μια πλαγιά με συσσώρευση κινητικής ενέργειας 675000 J. Πόσο γρήγορα κινείται η πέτρα;

Από Ec = ½. μ. β² έχουμε 675000 J = ½. 1500 κιλά V²,
και κατά την επίλυση του άγνωστου, πρέπει να² = 675000 J. 2/1500 Kg. 1, από όπου v² = 1350000 J / 1500 Kg = 900 m / s,
και τέλος: v = 30 m / s μετά την επίλυση της τετραγωνικής ρίζας των 900.

Παραδείγματα κινητικής ενέργειας

1. Ένας άνδρας σε skateboard. Ένας skateboarder στο σκυρόδεμα U βιώνει και δυνητική ενέργεια (όταν σταματάει σε αυτό ακραίες στιγμές) και κινητική ενέργεια (όταν η κίνηση προς τα κάτω συνεχίζεται και προς τα άνω). Ένας skateboarder με μεγαλύτερη μάζα σώματος θα αποκτήσει μεγαλύτερη κινητική ενέργεια, αλλά και εκείνος του οποίου το skateboard του επιτρέπει να πηγαίνει σε υψηλότερες ταχύτητες.
2. Ένα βάζο πορσελάνης που πέφτει. Καθώς η βαρύτητα δρα στο τυχαίο αγγείο πορσελάνης, η ενέργεια Η κινητική συσσωρεύεται στο σώμα σας καθώς κατεβαίνετε και απελευθερώνεται καθώς καταστρέφεται έδαφος. Η αρχική εργασία που παράγεται από το stumble επιταχύνει το σώμα σπάζοντας την κατάσταση ισορροπίας του και το υπόλοιπο γίνεται από τη βαρύτητα της Γης.
3. Μια ριγμένη μπάλα. Βάζοντας τη δύναμή μας σε μια μπάλα σε ηρεμία, την επιταχύνουμε αρκετά ώστε να διανύει την απόσταση μεταξύ μας και ενός συμπαίκτη, δίνοντάς της έτσι μια κινητική ενέργεια που τότε, όταν την σταματήσει, ο συνάδελφός μας πρέπει να αντισταθμίσει ένα έργο ίσου ή μεγαλύτερου μεγέθους και έτσι να σταματήσει κίνηση. Εάν η μπάλα είναι μεγαλύτερη, θα χρειαστεί περισσότερη δουλειά για να τη σταματήσει από ό, τι αν είναι μικρή.
4. Μια πέτρα στην πλαγιά ενός λόφου. Ας υποθέσουμε ότι σπρώχνουμε μια πέτρα στην πλαγιά ενός λόφου. Το έργο που κάνουμε όταν το πιέζουμε πρέπει να είναι μεγαλύτερο από τη δυνητική ενέργεια της πέτρας και της έλξης της βαρύτητας στη μάζα της, αλλιώς δεν θα μπορέσουμε να την ανεβάσουμε ή, ακόμη χειρότερα, θα μας συνθλίψει. Εάν, όπως ο Sisyphus, η πέτρα κατεβαίνει στην αντίθετη κλίση προς την άλλη πλευρά, θα απελευθερώσει την πιθανή της ενέργεια σε κινητική ενέργεια καθώς πέφτει προς τα κάτω. Αυτή η κινητική ενέργεια θα εξαρτηθεί από τη μάζα της πέτρας και την ταχύτητα που αποκτά το φθινόπωρο.
5. Ένα καλάθι με ρόλερ κόστερ Παίρνει κινητική ενέργεια καθώς πέφτει και αυξάνει την ταχύτητά της. Λίγες στιγμές πριν ξεκινήσει η κάθοδο του, το καλάθι θα έχει δυναμική και όχι κινητική ενέργεια. αλλά μόλις ξεκινήσει η κίνηση, όλη η πιθανή ενέργεια γίνεται κινητική και φτάνει στο μέγιστο σημείο μόλις τελειώσει η πτώση και αρχίσει η νέα ανάβαση. Παρεμπιπτόντως, αυτή η ενέργεια θα είναι μεγαλύτερη αν το καλάθι είναι γεμάτο από άτομα από ό, τι εάν είναι άδειο (θα έχει μεγαλύτερη μάζα).

Άλλοι τύποι ενέργειας

Ακολουθήστε με: