Példák a kinetikus energiára

A Kinetikus energia Ez az, amit egy test a mozgása révén megszerez, és ez egy olyan munka mennyisége, amely szükséges a test nyugalmi állapotban lévő és egy adott tömegű sebességének felgyorsításához. Például: egy férfi gördeszkán, dobott labda, hullámvasút kocsi.

Ezt az energiát a gyorsulás, ezt követően az objektum azonos marad, amíg a sebesség változik (gyorsul vagy lassul) amelynek megállításához a kinetikus energiájával azonos nagyságrendű negatív munka szükséges felgyülemlett. Így minél hosszabb az idő, amikor a kezdeti erő hat a mozgó testre, annál nagyobb az elért sebesség és annál nagyobb a kinetikus energia.

A kinetikus energia és a potenciális energia közötti különbség

A kinetikus energia és a helyzeti energia, adja össze az összes összeget mechanikus energia (ÉS_m = E_c + E_o). A mechanikai energia e két formáját, a kinetikát és a potenciált, abban különböztetik meg, hogy ez utóbbi az energia mennyisége, amely ahhoz a helyzethez kapcsolódik, amelyet egy tárgy nyugalmi helyzetben foglal el, és háromféle lehet:

Kinetikus energia számítási képlete

A kinetikus energiát az E szimbólum képviseli_c (néha E_– vagy E₊ vagy akár T vagy K) és klasszikus számítási képlete az ÉS_c = ½. m. v² ahol m a tömeget (kg-ban) és v a sebességet (m / s) jelenti. A kinetikus energia mértékegysége Joule (J): 1 J = 1 kg. m²/ s².

Adott derékszögű koordinátarendszer esetén a kinetikus energia kiszámításának képlete a következő lesz: ÉS_c= ½. m (ẋ² + ẏ² + ¿²)

Ezek a készítmények relativisztikus mechanikában és kvantummechanikában változnak.

Kinetikus energia gyakorlatok

1. Egy 860 kg-os autó 50 km / h sebességgel halad. Mi lesz a kinetikus energiája?

Először az 50 km / h-t alakítjuk át m / s = 13,9 m / s-ra, és alkalmazzuk a számítási képletet:

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

1. Egy 1500 kg tömegű kő 675000 J kinetikus energiát felhalmozva gördül le egy lejtőn. Milyen gyorsan mozog a kő?

Mivel Ec = ½. m. v² 675000 J = ½ van. 1500 kg. V.²,
és az ismeretlen megoldásakor v² = 675000 J. 2/1500 Kg. 1, ahonnan v² = 1350000 J / 1500 Kg = 900 m / s,
és végül: v = 30 m / s a ​​900 négyzetgyökének megoldása után.

Példák a kinetikus energiára

1. Egy férfi a gördeszka. A beton U gördeszkás mindkét potenciális energiát tapasztalja (amikor megáll szélsőségeket egy pillanatra) és mozgási energiát (amikor a lefelé irányuló mozgás folytatódik és emelkedő). A nagyobb testtömegű gördeszkás nagyobb kinetikus energiát szerez, de olyan is, amelynek gördeszkája lehetővé teszi, hogy nagyobb sebességgel haladjon.
2. Leeső porcelán váza. Amint a gravitáció hat a véletlenül kioldott porcelán vázára, az energia a kinetika felépül a testedben, amikor leereszkedsz, és felszabadul, amint széttörik talaj. A botlás által előidézett kezdeti munka felgyorsítja a test egyensúlyi állapotának megtörését, a többit pedig a Föld gravitációja végzi.
3. Dobott labda. Azáltal, hogy erőnket egy nyugalmi helyzetben lévő labdára helyezzük, eléggé felgyorsítjuk, hogy az megtegye a távolságot köztünk és egy játékostárs között, kinetikus energiát adva neki, amelyet a kollégánknak abbahagyva egy azonos vagy nagyobb nagyságrendű munkával kell ellensúlyoznia, és ezzel le kell állítania a mozgalom. Ha a labda nagyobb, több munka kell a megállításához, mint ha kicsi.
4. Kő a domboldalon. Tegyük fel, hogy egy követ nyomunk fel egy domboldalon. A toláskor végzett munkának nagyobbnak kell lennie, mint a kő és a vonzerő potenciális energiája tömegénél a gravitáció, különben nem leszünk képesek feljebb mozgatni, vagy ami még ennél is rosszabb, összetör minket. Ha Sziszifuszhoz hasonlóan a kő az ellentétes lejtőn megy le a másik oldalra, akkor lefelé esve kinetikus energiává engedi potenciális energiáját. Ez a mozgási energia függ a kő tömegétől és a zuhanásakor megszerzett sebességtől.
5. Hullámvasút kocsi Esés közben kinetikus energiát szerez, és növeli annak sebességét. Néhány perccel a leereszkedés megkezdése előtt a szekér potenciális és nem mozgási energiával fog rendelkezni; de miután elindult a mozgás, az összes potenciális energia kinetikussá válik és eléri a maximális pontját, amint az esés véget ér és megkezdődik az új emelkedés. Egyébként ez az energia nagyobb lesz, ha tele van a kocsi emberekkel, mint ha üres (nagyobb lesz a tömege).

Egyéb energiafajták

Kövesse: