דוגמאות לאנרגיה קינטית

ה אנרגיה קינטית זה מה שגוף רוכש עקב תנועתו ומוגדר ככמות העבודה הדרושה להאצת גוף במנוחה ובמסה נתונה למהירות מוגדרת. לדוגמה: איש על סקייטבורד, כדור זרוק, עגלת רכבת הרים.

אנרגיה זו נרכשת באמצעות א תְאוּצָה, שלאחריו האובייקט ישמור אותו זהה עד שהמהירות משתנה (תאיץ או תאט) אשר, כדי לעצור, ידרוש עבודה שלילית באותו גודל כמו האנרגיה הקינטית שלה צָבוּר. לפיכך, ככל שמשך הזמן בו הכוח הראשוני פועל על הגוף הנע, כך המהירות שהושגה גדולה יותר והאנרגיה הקינטית המתקבלת גדולה יותר.

ההבדל בין אנרגיה קינטית לאנרגיה פוטנציאלית

האנרגיה הקינטית, יחד עם אנרגיה פוטנציאלית, להוסיף לסך הכל אנרגיה מכנית (AND_M = ה_ג + ה_{עמ '}). שתי צורות אלה של אנרגיה מכנית, קינטית ופוטנציאלית, מובחנות בכך שהאחרונה היא כמות האנרגיה הקשורה למיקום שאובייקט תופס במנוחה ויכולה להיות משלושה סוגים:

נוסחת חישוב אנרגיה קינטית

אנרגיה קינטית מיוצגת על ידי הסמל E_ג (לפעמים גם ה_– או E₊ או אפילו T או K) ונוסחת החישוב הקלאסית שלה היא AND_ג = ½. M. v² כאשר m מייצג מסה (בק"ג) ו- v מייצג מהירות (ב- m / s). יחידת המדידה לאנרגיה קינטית היא ג'ול (J): 1 J = 1 ק"ג. M²/ s².

בהינתן מערכת קואורדינטות קרטזית, לנוסחת חישוב האנרגיה הקינטית תהיה הצורה הבאה: AND_ג= ½. מ '(ẋ² + ẏ² + ¿²)

ניסוחים אלה משתנים במכניקה רלטיביסטית ובמכניקת הקוונטים.

תרגילי אנרגיה קינטית

1. מכונית של 860 ק"ג נוסעת במהירות של 50 קמ"ש. מה תהיה האנרגיה הקינטית שלו?

ראשית אנו הופכים את 50 קמ"ש ל- m / s = 13.9 m / s ולהחיל את נוסחת החישוב:

AND_ג = ½. 860 ק"ג. (13.9 מ '/ ש')² = 83,000 ג'יי

1. אבן עם מסה של 1500 ק"ג מתגלגלת במורד מדרון עם צבירת אנרגיה קינטית של 675000 J. כמה מהר האבן נעה?

מאז Ec = ½. m .v² יש לנו 675000 J = ½. 1500 ק"ג. V²,
וכאשר פותרים את הלא נודע, עלינו v² = 675000 J. 2/1500 ק"ג. 1, משם v² = 1350000 J / 1500 ק"ג = 900 מ"ש,
ולבסוף: v = 30 m / s לאחר פתרון השורש הריבועי של 900.

דוגמאות לאנרגיה קינטית

1. איש על סקייטבורד. סקייטבורד על U הבטון חווה גם אנרגיה פוטנציאלית (כשהוא נעצר קיצוניות לרגע) ואנרגיה קינטית (כאשר מתחדשת התנועה כלפי מטה ו למעלה). סקייטבורד עם מסת גוף גדולה יותר ירכוש אנרגיה קינטית גדולה יותר, אך גם כזה שסקייטבורד שלו מאפשר לו ללכת במהירות גבוהה יותר.
2. אגרטל חרסינה שנופל. כאשר כוח הכבידה פועל על אגרטל החרסינה שהופעל בטעות, האנרגיה קינטיקה מצטברת בגופך כשאתה יורד ומשתחררת כשהיא מתנפצת כנגד אדמה. העבודה הראשונית שמייצר הטיול מאיצה את הגוף השובר את מצב שיווי המשקל והשאר נעשה על ידי כוח המשיכה של כדור הארץ.
3. כדור שנזרק. על ידי הנחת הכוח שלנו על כדור במנוחה, אנו מאיצים אותו מספיק כדי שיעבור את המרחק בינינו לבין חבר למשחק, ובכך מעניקה לו אנרגיה קינטית, אז כאשר הוא עוצר אותה, על עמיתנו לפעול בעבודה בסדר גודל שווה או גדול יותר ובכך לעצור את תְנוּעָה. אם הכדור גדול יותר, יידרש יותר עבודה כדי לעצור אותו מאשר אם הוא קטן.
4. אבן על צלע גבעה. נניח שאנחנו דוחפים אבן במעלה צלע הגבעה. העבודה שאנו מבצעים בעת דחיפתה חייבת להיות גדולה יותר מהאנרגיה הפוטנציאלית של האבן והמשיכה כוח המשיכה על המסה שלו, אחרת לא נוכל להעלות אותו למעלה, או גרוע מכך - הוא ימעוך אותנו. אם, כמו סיזיפוס, האבן תרד במדרון ההפוך לצד השני, היא תשחרר את האנרגיה הפוטנציאלית שלה לאנרגיה קינטית עם נפילתה במורד. אנרגיה קינטית זו תהיה תלויה במסת האבן ובמהירות שהיא צוברת בנפילתה.
5. עגלת רכבת הרים הוא רוכש אנרגיה קינטית עם נפילתו ומגביר את מהירותו. רגע לפני שהיא מתחילה את ירידתו, תהיה לעגלה אנרגיה פוטנציאלית ולא קינטית; אך ברגע שמתחילה התנועה, כל האנרגיה הפוטנציאלית הופכת קינטית ומגיעה לנקודת המקסימום שלה ברגע שהנפילה מסתיימת והעלייה החדשה מתחילה. אגב, אנרגיה זו תהיה גדולה יותר אם העגלה מלאה באנשים מאשר אם היא ריקה (תהיה לה מסה גדולה יותר).

סוגים אחרים של אנרגיה

לעקוב עם: