Kinetická energia

Obsah

• Rozdiel medzi kinetickou energiou a potenciálnou energiou
• Vzorec na výpočet kinetickej energie
• Cvičenie kinetickej energie
• Príklady kinetickej energie
• Iné druhy energie

The Kinetická energia Je to to, čo telo získa svojim pohybom a je definované ako množstvo práce potrebné na zrýchlenie tela v pokoji a pri danej hmotnosti na nastavenú rýchlosť.

Uvedená energia Získava sa zrýchlením, po ktorom ho bude objekt udržiavať identický, kým sa rýchlosť nezmení (zrýchlenie alebo spomalenie) tak, aby sa zastavil, bude to trvať negatívnu prácu rovnakej veľkosti ako jej nahromadená kinetická energia. Čím je teda väčšia doba, v ktorej počiatočná sila pôsobí na pohybujúce sa teleso, tým väčšia je dosiahnutá rýchlosť a väčšia získaná kinetická energia.

Rozdiel medzi kinetickou energiou a potenciálnou energiou

Kinetická energia spolu s potenciálnou energiou predstavuje celkový súčet mechanickej energie (napr_m = E_c + E._p). Tieto dva spôsoby mechanická energia, kinetika a potenciál, rozlišujú sa tým, že posledne menovaným je množstvo energie súvisiace s pozíciou, ktorú zaujíma predmet v pokoji a môže to byť troch typov:

• Gravitačná potenciálna energia. Závisí to od výšky, v ktorej sú predmety umiestnené, a od príťažlivosti, ktorú by na ne pôsobila gravitácia.
• Elastická potenciálna energia. Je to ten, ktorý nastane, keď elastický predmet získa pôvodný tvar, ako napríklad pružina, keď je stlačený.
• Elektrická potenciálna energia. Je obsiahnutý v práci vykonávanej konkrétnym elektrickým poľom, keď sa elektrický náboj vo vnútri pohybuje z bodu v poli do nekonečna.

Pozri tiež: Príklady potenciálnej energie

Vzorec na výpočet kinetickej energie

Kinetická energia je reprezentovaná symbolom E._c (niekedy aj E_– alebo E₊ alebo dokonca T alebo K) a jeho klasický výpočtový vzorec je A_c = ½. m. v²kde m predstavuje hmotnosť (v kg) a v predstavuje rýchlosť (v m / s). Jednotka merania kinetickej energie je Joule (J): 1 J = 1 kg. m²/ s².

Vzhľadom na karteziánsky súradnicový systém bude mať vzorec na výpočet kinetickej energie tento tvar: A_c= ½. m (X² + ẏ² + ¿²)

Tieto formulácie sa líšia v relativistickej mechanike a kvantovej mechanike.

Cvičenie kinetickej energie

1. Auto s hmotnosťou 860 kg jazdí rýchlosťou 50 km / h. Aká bude jeho kinetická energia?

Najskôr transformujeme rýchlosť 50 km / h na m / s = 13,9 m / s a ​​použijeme vzorec na výpočet:

A_c = ½. 860 kg. (13,9 m / s)² = 83 000 J.

1. Kameň s hmotnosťou 1 500 kg sa valí zo svahu s akumuláciou kinetickej energie 675 000 J. Ako rýchlo sa kameň pohybuje?

Pretože Ec = ½. m .v² máme 675 000 J = ½. 1 500 kg. v², a pri riešení neznámeho musíme v² = 675 000 J. 2/1500 kg. 1, odkiaľ pochádza v² = 1 500 000 J / 1 500 kg = 900 m / s, a nakoniec: v = 30 m / s po vyriešení druhej odmocniny 900.

Príklady kinetickej energie

1. Muž na skateboarde. Skejtbordista na betóne U zažíva ako potenciálnu energiu (keď sa na chvíľu zastaví na svojich koncoch), tak aj kinetickú energiu (keď obnoví pohyb smerom dole a hore). Skateboardista s vyššou hmotnosťou tela získa vyššiu kinetickú energiu, ale aj taký, ktorého skateboard mu umožňuje ísť vyššou rýchlosťou.
2. Porcelánová váza, ktorá padá. Keď gravitácia pôsobí na náhodne zakopnutú porcelánovú vázu, vo vašom tele sa pri zostupe hromadí kinetická energia, ktorá sa uvoľňuje pri náraze na zem. Počiatočná práca, ktorú vyprodukuje zakopnutie, urýchli telo, aby prelomilo rovnovážny stav, a zvyšok vykoná gravitácia Zeme.
3. Odhodená lopta. Vytlačením našej sily na loptu v pokoji ju dostatočne zrýchlime, aby prekonala vzdialenosť medzi nami a spoluhráčom, čím jej dáme kinetickú energiu, ktorú potom musí náš partner pri zdolávaní pôsobiť proti sile rovnakej alebo väčšej veľkosti. a tým zastaviť pohyb. Ak je lopta väčšia, zastavenie bude vyžadovať viac práce, ako keď je malá.
4. Kameň na úbočí. Predpokladajme, že zatlačíme kameň do kopca. Práca, ktorú robíme pri jeho tlačení, musí byť väčšia ako potenciálna energia kameňa a príťažlivosť gravitácie na jeho hmote, inak ho nebudeme schopní posunúť hore, alebo, čo je ešte horšie, rozdrví nás to. Ak kameň, rovnako ako Sizyfos, ide z opačného svahu na druhú stranu, pri páde z kopca uvoľní svoju potenciálnu energiu na kinetickú. Táto kinetická energia bude závisieť od hmotnosti kameňa a rýchlosti, ktorú získa pri jeho páde.
5. Vozík na horskej dráhe pri poklese získava kinetickú energiu a zvyšuje svoju rýchlosť. Chvíľu predtým, ako začne klesať, bude mať vozík potenciálnu a nie kinetickú energiu; Ale akonáhle je pohyb zahájený, všetka potenciálna energia sa stáva kinetickou a dosiahne svoj maximálny bod, akonáhle skončí pád a začne nový výstup. Mimochodom, táto energia bude väčšia, ak je vozík plný ľudí, ako keby bol prázdny (bude mať väčšiu hmotnosť).

Iné druhy energie