Кінетична енергія

Зміст

• Різниця між кінетичною енергією та потенційною енергією
• Формула розрахунку кінетичної енергії
• Вправи з кінетичної енергії
• Приклади кінетичної енергії
• Інші види енергії

Кінетична енергія Це той, який тіло набуває завдяки своєму руху, і який визначається як обсяг роботи, необхідний для прискорення тіла у спокої та заданої маси до заданої швидкості.

Зазначена енергія Він отримується за допомогою прискорення, після чого об'єкт зберігатиме його однаковим доти, доки швидкість не зміниться (прискорення або уповільнення) отже, щоб зупинитися, знадобиться негативна робота тієї ж величини, що і накопичена кінетична енергія. Таким чином, 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 потенційною енергією складаються із загальною механічною енергією (Е_м = Е_c + Е_стор). Ці два способи механічна енергія, кінетика та потенціал, вони відрізняються тим, що остання - це кількість енергії, пов’язана з положенням, яке займає об’єкт у спокої і він може бути трьох типів:

• Гравітаційна потенційна енергія. Це залежить від висоти, на якій розміщуються предмети, і притягання, яке на них чинить сила тяжіння.
• Еластична потенційна енергія. Це той, який виникає, коли пружний предмет відновлює свою первісну форму, як пружина при розтисканні.
• Потенційна електрична енергія. Це зміст роботи, яку виконує конкретне електричне поле, коли електричний заряд усередині нього рухається від точки поля до нескінченності.

Дивіться також: Приклади потенційної енергії

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 І_c = ½. м. v²де 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 котиться по схилу, накопичуючи кінетичну енергію 675000 Дж. З якою швидкістю рухається камінь?

Оскільки Ec = ½. м .v² маємо 675000 Дж = ½. 1500 кг v², а при вирішенні невідомого ми маємо v² = 675000 Дж. 2/1500 кг. 1, звідки v² = 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 конкретному U відчуває як потенційну енергію (коли вона на мить зупиняється на своїх кінцях), так і кінетичну енергію (коли вона відновлює рух вниз 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, кінетична енергія накопичується у вашому тілі, коли воно опускається вниз, і виділяється, розбиваючись об землю. Початкова робота, здійснена поїздкою, прискорює порушення тілом стану рівноваги, а решта виконується силою тяжіння Землі.
3. Кинутий м’яч. Друкуючи свою силу на кульці в стані спокою, ми прискорюємо її настільки, що вона проходить відстань між нами та партнером по програмі, тим самим надаючи їй кінетичну енергію, яка тоді, вирішуючи її, наш партнер повинен протидіяти роботою однакової або більшої величини. і таким чином 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 до його маси, інакше ми не зможемо перемістити його вгору або, що ще гірше, він розчавить нас. Якщо, як і Сізіф, камінь спуститься по протилежному схилу на іншу сторону, 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. Американські гірки він набуває кінетичну енергію при падінні 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