Esempi di energia cinetica

Il Energia cinetica È quello che un corpo acquisisce a causa del suo movimento e che si definisce come la quantità di lavoro necessaria per accelerare un corpo a riposo e di una data massa ad una determinata velocità. Per esempio: un uomo su uno skateboard, una palla lanciata, un carrello sulle montagne russe.

Questa energia viene acquisita attraverso a accelerazione, dopodiché l'oggetto lo manterrà identico fino a quando la velocità varia (accelerare o rallentare) di che, per arrestarsi, richiederà un lavoro negativo della stessa grandezza della sua energia cinetica accumulato. Pertanto, maggiore è il tempo in cui la forza iniziale agisce sul corpo in movimento, maggiore è la velocità raggiunta e maggiore è l'energia cinetica ottenuta.

Differenza tra energia cinetica ed energia potenziale

L'energia cinetica, insieme alla energia potenziale, sommare al totale di energia meccanica (E_m = E_c + Mi_p). Queste due forme di energia meccanica, cinetica e potenziale, si distinguono in quanto quest'ultima è la quantità di energia associata alla posizione che un oggetto occupa a riposo e può essere di tre tipi:

Formula di calcolo dell'energia cinetica

L'energia cinetica è rappresentata dal simbolo E_c (a volte anche E_– o E₊ o anche T o K) e la sua formula di calcolo classica è E_c = ½. m. v² dove m rappresenta la massa (in Kg) e v rappresenta la velocità (in m/s). L'unità di misura dell'energia cinetica è Joule (J): 1 J = 1 kg. m²/ S².

Dato un sistema di coordinate cartesiane, la formula di calcolo dell'energia cinetica avrà la seguente forma: E_c= ½. m (ẋ² +² +²)

Queste formulazioni variano nella meccanica relativistica e nella meccanica quantistica.

Esercizi di energia cinetica

1. Un'auto di 860 kg viaggia a 50 km/h. Quale sarà la sua energia cinetica?

Per prima cosa trasformiamo i 50 km/h in m/s = 13,9 m/s e applichiamo la formula di calcolo:

E_c = ½. 860 chilogrammi. (13,9 m/s)² = 83.000 J.

1. Un sasso con una massa di 1500 Kg rotola lungo un pendio accumulando un'energia cinetica di 675000 J. A che velocità si muove la pietra?

Poiché Ec = ½. m .v² abbiamo 675000 J = ½. 1500 Kg. V²,
e quando si risolve l'ignoto, dobbiamo v² = 675000 J. 2/1500 Kg. 1, da dove v² = 1350000 J / 1500 Kg = 900 m/s,
e infine: v = 30 m/s dopo aver risolto la radice quadrata di 900.

Esempi di energia cinetica

1. Un uomo su uno skateboard. Uno skateboarder sulla U concreta sperimenta sia l'energia potenziale (quando si ferma al suo estremi per un istante) ed energia cinetica (quando riprende il moto discendente e verso l'alto). Uno skateboarder con una massa corporea maggiore acquisirà maggiore energia cinetica, ma anche uno il cui skateboard gli consente di andare a velocità più elevate.
2. Un vaso di porcellana che cade. Poiché la gravità agisce sul vaso di porcellana accidentalmente inciampato, l'energia la cinetica si accumula nel tuo corpo mentre scendi e viene rilasciata mentre si frantuma contro suolo. Il lavoro iniziale prodotto dall'inciampo accelera il corpo rompendo il suo stato di equilibrio e il resto lo fa la gravità della Terra.
3. Una palla lanciata. Mettendo la nostra forza su una palla ferma, la acceleriamo abbastanza in modo che percorra la distanza tra noi e un compagno di giochi, dandogli così un'energia cinetica che poi, fermandolo, il nostro collega deve contrastare con un lavoro di grandezza uguale o maggiore e fermare movimento. Se la palla è più grande ci vorrà più lavoro per fermarla che se è piccola.
4. Una pietra su una collina. Supponiamo di spingere una pietra su una collina. Il lavoro che facciamo quando lo spingiamo deve essere maggiore dell'energia potenziale della pietra e dell'attrazione di gravità sulla sua massa, altrimenti non potremo sollevarlo o, peggio ancora, ci schiaccerà. Se, come Sisifo, la pietra scende dal pendio opposto dall'altra parte, rilascerà la sua energia potenziale in energia cinetica mentre cade in discesa. Questa energia cinetica dipenderà dalla massa della pietra e dalla velocità che acquisisce nella sua caduta.
5. Un carrello sulle montagne russe Acquisisce energia cinetica mentre cade e aumenta la sua velocità. Poco prima che inizi la sua discesa, il carro avrà energia potenziale e non cinetica; ma una volta che il movimento è iniziato, tutta l'energia potenziale diventa cinetica e raggiunge il suo punto massimo non appena termina la caduta e inizia la nuova ascesa. Per inciso, questa energia sarà maggiore se il carro è pieno di persone che se è vuoto (avrà una massa maggiore).

Altri tipi di energia

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