Kinetikus energia

Tartalom

• A kinetikus energia és a potenciális energia közötti különbség
• Kinetikus energia számítási képlete
• Kinetikus energia gyakorlatok
• Példák a kinetikus energiára
• Egyéb energiafajták

Az 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.

Mondta az energiát Gyorsulás útján nyerhető el, amely után az objektum azonos marad, amíg a sebesség változik (gyorsul vagy lassul) így a megállításhoz ugyanolyan nagyságrendű negatív munka szükséges, mint a felhalmozott mozgási energiája. 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 mozgási energia a potenciális energiával együtt összeadja a mechanikai energiát (E_m = E_c + E_o). Ez a két módja mechanikus energia, kinetika és potenciál, annyiban különböztetik meg őket, hogy ez utóbbi energiamennyiség társul a nyugalmi tárgy által elfoglalt pozícióval és háromféle lehet:

• Gravitációs potenciális energia. Attól függ, hogy a tárgyak milyen magasságban helyezkednek el, és milyen vonzerőt gyakorol rájuk a gravitáció.
• Rugalmas potenciális energia. Akkor keletkezik, amikor egy rugalmas tárgy visszanyeri eredeti alakját, mint egy rugó, amikor kibontják.
• Elektromos potenciális energia. Egy adott elektromos mező által végzett munka tartalmazza, amikor a benne lévő elektromos töltés a mező egy pontjáról a végtelenbe mozog.

Lásd még: Példák a potenciális energiára

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. v²ahol m jelentése a tömeg (kg-ban) és v a sebesség (m / s). 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 (x² + 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 átalakítjuk az 50 km / h-t m / s = 13,9 m / s-re, 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. v², és az ismeretlen megoldásakor v² = 675000 J. 2/1500 kg. 1, honnan 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 gördeszkás a U betonon tapasztalja mind a potenciális energiát (amikor egy pillanatra megáll a végén), mind a mozgási energiát (amikor folytatja a lefelé és felfelé irányuló mozgást). A nagyobb testtömegű gördeszkás nagyobb mozgási energiát szerez, de olyan is, amelynek gördeszkája lehetővé teszi, hogy nagyobb sebességgel haladjon.
2. Leeső porcelán váza. Amint a gravitáció a véletlenül megbotlott porcelán vázára hat, a kinetikus energia felhalmozódik a testedben, miközben leereszkedik és felszabadul, amikor a földhöz csapódik. A botlás által előidézett kezdeti munka felgyorsítja a test egyensúlyi állapotának megtörését, a többit pedig a Föld gravitációja végzi.
3. Dobott labda. Azáltal, hogy nyugalmi helyzetben lévő gömbre nyomjuk az erőnket, eléggé felgyorsítjuk, hogy az megtegye a távolságot köztünk és egy játékostárs között, így kinetikus energiát adva neki, amely akkor, amikor megbirkózik vele, partnerünknek ugyanolyan vagy nagyobb méretű munkával kell ellensúlyoznia. és így állítsa le a mozgást. 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 nyomáskor végzett munkának nagyobbnak kell lennie, mint a kő potenciális energiája és a gravitáció vonzereje a tömegén, különben nem leszünk képesek feljebb mozgatni, vagy ami még rosszabb, összetör minket. Ha Sziszifuszhoz hasonlóan a kő az ellenkező lejtőn megy le a másik oldalra, akkor lefelé esve potenciális energiáját kinetikus energiává engedi. Ez a mozgási energia függ a kő tömegétől és a zuhanásakor megszerzett sebességtől.
5. Hullámvasút kocsi zuhanásakor 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, minden 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 a kocsi tele van emberekkel, mint ha üres (nagyobb lesz a tömege).

Egyéb energiafajták