Приклади кінетичної енергії

Кінетична енергія Це те, що набуває тіло завдяки своєму руху, і визначається як обсяг роботи, необхідний для прискорення тіла у спокої та заданої маси до заданої швидкості. Наприклад: чоловік на скейтборді, кинутий м’яч, візок на американських гірках.

Ця енергія набувається через прискорення, після чого об'єкт зберігатиме його ідентичним доти, доки швидкість не зміниться (прискорення або уповільнення) на що для зупинки потребуватиме негативної роботи такої ж величини, що і її кінетична енергія накопичений. Отже, чим довший час, протягом якого початкова сила діє на тіло, що рухається, тим більша досягнута швидкість і більша отримана кінетична енергія.

Різниця між кінетичною енергією та потенційною енергією

Кінетична енергія разом з потенційна енергія, складаємо до загальної суми механічна енергія (І_м = Е_c + Е_стор). Ці дві форми механічної енергії, кінетичну та потенційну, розрізняють тим, що остання - це кількість енергії, пов’язане з положенням, яке об’єкт займає в стані спокою, і може бути трьох типів:

Формула розрахунку кінетичної енергії

Кінетична енергія представлена ​​символом Е_c (іноді також Е_– або Е₊ або навіть T або K) і його класична формула розрахунку є І_c = ½. м. v² де m - маса (у кг), v - швидкість (у м / с). Одиницею вимірювання кінетичної енергії є Джоулі (Дж): 1 Дж = 1 кг. м²/ с².

За умови декартової системи координат формула розрахунку кінетичної енергії матиме такий вигляд: І_c= ½. м (ẋ² + ẏ² + ¿²)

Ці формулювання різняться в релятивістській механіці та квантовій механіці.

Вправи з кінетичної енергії

1. Автомобіль вагою 860 кг рухається зі швидкістю 50 км / год. Якою буде його кінетична енергія?

Спочатку ми перетворюємо 50 км / год в м / с = 13,9 м / с і застосовуємо формулу розрахунку:

І_c = ½. 860 кг (13,9 м / с)² = 83000 Дж.

1. Камінь масою 1500 кг скочується по схилу, накопичуючи кінетичну енергію 675000 Дж. Наскільки швидко рухається камінь?

Оскільки Ec = ½. м .v² маємо 675000 Дж = ½. 1500 кг. V²,
і вирішуючи невідоме, ми маємо v² = 675000 Дж. 2/1500 кг. 1, звідки с² = 1350000 Дж / 1500 кг = 900 м / с,
і нарешті: v = 30 м / с після розв’язання квадратного кореня з 900.

Приклади кінетичної енергії

1. Людина на скейтборді. Скейтбордист на бетоні U відчуває як потенційну енергію (коли зупиняється на своїй екстремуми на мить) та кінетична енергія (коли рух вниз відновлено і вгору). Скейтбордист з більшою масою тіла придбає більшу кінетичну енергію, але також той, чий скейтборд дозволяє їздити на більш високих швидкостях.
2. Порцелянова ваза, яка падає. Коли гравітація діє на випадково зіткнуту порцелянову вазу, енергія Кінетика накопичується у вашому тілі, коли ви спускаєтесь вниз, і вивільняється, коли вона розбивається про вас ґрунт. Початкова робота, спричинена спотиканням, прискорює порушення тілом свого стану рівноваги, а решта виконується силою тяжіння Землі.
3. Кинутий м’яч. Покладаючи силу на м’яч у стані спокою, ми прискорюємо його настільки, щоб він пройшов відстань між нами та товаришем по грі, таким чином надаючи йому кінетичну енергію, яку потім, зупиняючи, наш колега повинен протидіяти роботою однакової або більшої величини і тим самим зупинити рух. Якщо м’яч більший, для його зупинки знадобиться більше роботи, ніж якщо він маленький.
4. Камінь на схилі пагорба. Припустимо, ми штовхаємо камінь на схил пагорба. Робота, яку ми робимо при натисканні на неї, повинна бути більшою за потенційну енергію каменю та притягання сили тяжіння на його масі, інакше ми не зможемо перемістити його вгору або, що ще гірше, це розчавить нас. Якщо, як і Сізіф, камінь спуститься по протилежному схилу на інший бік, він випустить свою потенційну енергію в кінетичну енергію, падаючи під гору. Ця кінетична енергія буде залежати від маси каменю та швидкості, яку він набуває при його падінні.
5. Візок з американськими гірками Він набуває кінетичну енергію в міру падіння і збільшує свою швидкість. За кілька хвилин до того, як він почне свій спуск, візок матиме потенційну, а не кінетичну енергію; але як тільки рух розпочато, вся потенційна енергія стає кінетичною і досягає своєї максимальної точки, як тільки закінчується падіння і починається новий підйом. До речі, ця енергія буде більшою, якщо візок заповнений людьми, ніж якщо він порожній (він матиме більшу масу).

Інші види енергії

Слідуйте за: