Esimerkkejä kineettisestä energiasta

Kineettinen energia Se on mitä keho hankkii liikkeensa ansiosta ja se määritellään työn määräksi, joka tarvitaan kiihdyttämään kehoa levossa ja tietyn massan määrätyllä nopeudella. Esimerkiksi: mies rullalaudalla, heitetty pallo, vuoristorata kärry.

Tämä energia hankitaan a kiihtyvyys, jonka jälkeen kohde pitää sen identtisenä, kunnes nopeus vaihtelee (kiihtyy tai hidastuu) jonka pysäyttäminen vaatii saman suuruista negatiivista työtä kuin sen kineettinen energia kertynyt. Siten mitä pidempi aika, jolloin alkuvoima vaikuttaa liikkuvaan kappaleeseen, sitä suurempi on saavutettu nopeus ja sitä suurempi kineettinen energia saadaan.

Kineettisen energian ja potentiaalienergian ero

Kineettinen energia yhdessä Mahdollinen energia, lasketaan yhteen mekaaninen energia (JA_m = E_c + E_s). Nämä kaksi mekaanisen energian muotoa, kineettinen ja potentiaalinen, erotetaan toisistaan ​​siinä, että jälkimmäinen on energian määrä, joka liittyy esineeseen, jonka esine on levossa ja joka voi olla kolmen tyyppinen:

Kineettisen energian laskentakaava

Kineettistä energiaa edustaa symboli E_c (joskus myös E_– tai E₊ tai jopa T tai K) ja sen klassinen laskukaava on JA_c = ½. m. v² missä m edustaa massaa (kg) ja v edustaa nopeutta (m / s). Kineettisen energian mittayksikkö on joulea (J): 1 J = 1 kg. m²/ s².

Kun otetaan huomioon suorakulmainen koordinaatisto, kineettisen energian laskentakaavalla on seuraava muoto: JA_c= ½. m (ẋ² + ẏ² + ¿²)

Nämä formulaatiot vaihtelevat relativistisen mekaniikan ja kvanttimekaniikan suhteen.

Kineettisen energian harjoitukset

1. 860 kg: n auto kulkee nopeudella 50 km / h. Mikä on sen liike-energia?

Ensin muunnetaan 50 km / h arvoksi m / s = 13,9 m / s ja sovelletaan laskentakaavaa:

JA_c = ½. 860 kg. (13,9 m / s)² = 83000 J.

1. Kivi, jonka massa on 1500 kg, rullaa alas rinteessä, jonka kineettinen energia on 675000 J. Kuinka nopeasti kivi liikkuu?

Koska Ec = ½. m. v² meillä on 675000 J = ½. 1500 kg. V.²,
ja kun ratkaistaan ​​tuntematon, meidän on v² = 675000 J. 2/1500 Kg. 1, josta v² = 1350000 J / 1500 kg = 900 m / s,
ja lopuksi: v = 30 m / s 900: n neliöjuuren ratkaisemisen jälkeen.

Esimerkkejä kineettisestä energiasta

1. Mies rullalaudalla. Betonisen U: n rullalautailija kokee molemmat potentiaaliset energiat (kun ne pysähtyvät siihen äärimmäisyydet hetkeksi) ja kineettinen energia (kun alaspäin suuntautuva liike jatkuu ja ylöspäin). Rullalautailija, jolla on suurempi ruumiin massa, saa suuremman kineettisen energian, mutta myös sen, jonka rullalauta sallii hänen mennä suuremmilla nopeuksilla.
2. Posliinimaljakko, joka putoaa. Kun painovoima vaikuttaa vahingossa kompastuneeseen posliinimaljakoon, energia kinetiikka kerääntyy kehoosi laskeutuessasi ja vapautuu, kun se hajoaa vastaan maaperään. Alkuperäinen kompastuksen tuottama työ kiihdyttää kehoa rikkomalla tasapainotilansa ja loput tapahtuu maan painovoiman avulla.
3. Heitetty pallo. Laittamalla voimamme levossa olevaan palloon kiihdytämme sitä tarpeeksi niin, että se kulkee etäisyyden meidän ja leikkikaverin välillä, antaen sille kineettisen energian, jonka kollegamme on pysäyttäessään pysäytettävä yhtä suurella tai suuremmalla työllä ja siten lopetettava liike. Jos pallo on isompi, sen pysäyttäminen vaatii enemmän työtä kuin pieni pallo.
4. Kivi rinteessä. Oletetaan, että työnnämme kiven rinteelle. Työn, jonka teemme työntämällä sitä, on oltava suurempi kuin kiven potentiaalinen energia ja vetovoima painovoiman massaan, muuten emme pysty siirtämään sitä ylöspäin, tai mikä vielä pahempaa, se murskaa meidät. Jos kivi, kuten Sisyphus, laskee vastakkaista kaltevuutta toiselle puolelle, se vapauttaa potentiaalisen energiansa kineettiseksi energiaksi, kun se putoaa alamäkeen. Tämä kineettinen energia riippuu kiven massasta ja nopeudesta, jonka se saavuttaa putoamisensa aikana.
5. Vuoristorata vaunu Se saa kineettisen energian putoamisen aikana ja lisää sen nopeutta. Hetkiä ennen kuin se alkaa laskeutua, kärryllä on potentiaalia eikä liike-energiaa; mutta kun liike on aloitettu, kaikki potentiaalinen energia muuttuu kineettiseksi ja saavuttaa maksimipisteen heti, kun kaatuminen loppuu ja uusi nousu alkaa. Muuten, tämä energia on suurempi, jos kärry on täynnä ihmisiä kuin tyhjänä (sillä on suurempi massa).

Muun tyyppinen energia

Seuraa: