Voorbeelden van kinetische energie

De Kinetische energie Het is wat een lichaam verwerft door zijn beweging en wordt gedefinieerd als de hoeveelheid arbeid die nodig is om een ​​lichaam in rust en met een bepaalde massa te versnellen tot een bepaalde snelheid. Bijvoorbeeld: een man op een skateboard, een gegooide bal, een achtbaankar.

Deze energie wordt verkregen via een versnelling, waarna het object het identiek zal houden totdat de snelheid varieert (versnellen of vertragen) met die, om te stoppen, negatieve arbeid nodig heeft van dezelfde grootte als zijn kinetische energie geaccumuleerd. Dus hoe langer de tijd waarin de initiële kracht op het bewegende lichaam werkt, hoe groter de bereikte snelheid en hoe groter de verkregen kinetische energie.

Verschil tussen kinetische energie en potentiële energie

De kinetische energie, samen met de potentiële energie, optellen bij het totaal van de mechanische energie (EN_m = E_c + E_p). Deze twee vormen van mechanische energie, kinetisch en potentiaal, onderscheiden zich doordat de laatste de hoeveelheid energie is die verband houdt met de positie die een object in rust inneemt en van drie soorten kan zijn:

Berekeningsformule voor kinetische energie

Kinetische energie wordt weergegeven door het symbool E_c (soms ook E_– of E₊ of zelfs T of K) en de klassieke berekeningsformule is EN_c = ½. m. v² waarbij m staat voor massa (in kg) en v staat voor snelheid (in m / s). De meeteenheid voor kinetische energie is Joule (J): 1 J = 1 kg. m²/ s².

Gegeven een Cartesiaans coördinatensysteem, zal de formule voor het berekenen van kinetische energie de volgende vorm hebben: EN_c= ½. m (ẋ² +² +²)

Deze formuleringen variëren in relativistische mechanica en kwantummechanica.

Kinetische energie oefeningen

1. Een auto van 860 kg rijdt 50 km/u. Wat zal zijn kinetische energie zijn?

Eerst transformeren we de 50 km/h naar m/s = 13,9 m/s en passen we de rekenformule toe:

EN_c = ½. 860kg. (13,9 m/s)² = 83.000 J.

1. Een steen met een massa van 1500 kg rolt van een helling af met een kinetische energie van 675000 J. Hoe snel beweegt de steen?

Aangezien Ec =. m .v² we hebben 675000 J =. 1500 kg V²,
en bij het oplossen van het onbekende moeten we v² = 675000 J. 2/1500 Kg 1, vanaf waar v² = 1350000 J / 1500 Kg = 900 m / s,
en tot slot: v = 30 m / s na het oplossen van de vierkantswortel van 900.

Voorbeelden van kinetische energie

1. Een man op een skateboard. Een skateboarder op de betonnen U ervaart zowel potentiële energie (wanneer gestopt bij zijn extremen voor een moment) en kinetische energie (wanneer de neerwaartse beweging wordt hervat en naar boven). Een skateboarder met een grotere lichaamsmassa zal meer kinetische energie krijgen, maar ook iemand wiens skateboard hem in staat stelt om met hogere snelheden te gaan.
2. Een porseleinen vaas die valt. Terwijl de zwaartekracht inwerkt op de per ongeluk gesprongen porseleinen vaas, wordt de energie kinetiek bouwt zich op in je lichaam terwijl je afdaalt en wordt vrijgegeven als het tegen stoot bodem. Het eerste werk dat door het struikelen wordt geproduceerd, versnelt het lichaam en verbreekt zijn evenwichtstoestand en de rest wordt gedaan door de zwaartekracht van de aarde.
3. Een gegooide bal. Door onze kracht op een stilstaande bal te zetten, versnellen we hem voldoende zodat hij de afstand tussen ons en een speelkameraad aflegt, waardoor het een kinetische energie krijgt die onze collega vervolgens, wanneer hij stopt, moet tegengaan met een werk van gelijke of grotere omvang en zo de beweging. Als de bal groter is, kost het meer moeite om hem te stoppen dan als hij klein is.
4. Een steen op een heuvel. Stel dat we een steen op een heuvel duwen. Het werk dat we doen bij het duwen moet groter zijn dan de potentiële energie van de steen en de aantrekkingskracht van de zwaartekracht op zijn massa, anders kunnen we hem niet omhoog bewegen of, erger nog, hij zal ons verpletteren. Als de steen, zoals Sisyphus, de tegenovergestelde helling afdaalt naar de andere kant, zal hij zijn potentiële energie vrijgeven in kinetische energie als hij naar beneden valt. Deze kinetische energie hangt af van de massa van de steen en de snelheid die hij verkrijgt tijdens zijn val.
5. Een achtbaankar het verwerft kinetische energie als het valt en verhoogt zijn snelheid. Even voordat hij aan zijn afdaling begint, heeft de kar potentiële en geen kinetische energie; maar als de beweging eenmaal is begonnen, wordt alle potentiële energie kinetisch en bereikt deze zijn maximale punt zodra de val eindigt en de nieuwe opstijging begint. Overigens zal deze energie groter zijn als de kar vol is met mensen dan als deze leeg is (hij zal meer massa hebben).

Andere soorten energie

Volgen met: