Κινητική ενέργεια

Περιεχόμενο

• Διαφορά μεταξύ κινητικής ενέργειας και δυνητικής ενέργειας
• Τύπος υπολογισμού κινητικής ενέργειας
• Ασκήσεις κινητικής ενέργειας
• Παραδείγματα κινητικής ενέργειας
• Άλλοι τύποι ενέργειας

ο Κινητική ενέργεια Είναι αυτό που ένα σώμα αποκτά λόγω της κίνησής του και ορίζεται ως το ποσό της εργασίας που απαιτείται για την επιτάχυνση ενός σώματος σε ηρεμία και μιας δεδομένης μάζας σε μια καθορισμένη ταχύτητα.

Η εν λόγω ενέργεια Αποκτηθεί μέσω επιτάχυνσης, μετά την οποία το αντικείμενο θα το διατηρήσει πανομοιότυπο έως ότου η ταχύτητα μεταβληθεί (επιτάχυνση ή επιβράδυνση) Έτσι, για να σταματήσει, θα πάρει αρνητικό έργο του ίδιου μεγέθους με τη συσσωρευμένη κινητική του ενέργεια. Έτσι, όσο μεγαλύτερος είναι ο χρόνος κατά τον οποίο η αρχική δύναμη δρα στο κινούμενο σώμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα που επιτυγχάνεται και τόσο μεγαλύτερη είναι η κινητική ενέργεια που λαμβάνεται.

Διαφορά μεταξύ κινητικής ενέργειας και δυνητικής ενέργειας

Η κινητική ενέργεια, μαζί με τη δυνητική ενέργεια, αυξάνουν το σύνολο της μηχανικής ενέργειας (Ε_Μ = Ε_ντο + Ε_Π). Αυτοί οι δύο τρόποι μηχανική ενέργεια, κινητική και δυναμικό, διακρίνονται στο ότι το τελευταίο είναι η ποσότητα ενέργειας που σχετίζεται με τη θέση που καταλαμβάνεται από ένα αντικείμενο σε κατάσταση ηρεμίας και μπορεί να είναι τριών τύπων:

• Εν δυνάμει βαρυτική ενέργεια. Εξαρτάται από το ύψος στο οποίο τοποθετούνται τα αντικείμενα και την έλξη που θα ασκούσε η βαρύτητα σε αυτά.
• Ελαστική δυναμική ενέργεια. Είναι αυτό που συμβαίνει όταν ένα ελαστικό αντικείμενο ανακτά το αρχικό του σχήμα, όπως ένα ελατήριο όταν αποσυμπιέζεται.
• Ηλεκτρική ενέργεια. Περιλαμβάνεται στην εργασία που πραγματοποιείται από ένα συγκεκριμένο ηλεκτρικό πεδίο, όταν ένα ηλεκτρικό φορτίο μέσα του μετακινείται από ένα σημείο στο πεδίο στο άπειρο.

Δείτε επίσης: Παραδείγματα πιθανής ενέργειας

Τύπος υπολογισμού κινητικής ενέργειας

Η κινητική ενέργεια αντιπροσωπεύεται από το σύμβολο Ε_ντο (μερικές φορές επίσης Ε_– ή Ε₊ ή ακόμα και T ή K) και ο κλασικός τύπος υπολογισμού του είναι ΚΑΙ_ντο = ½. Μ. β²όπου το m αντιπροσωπεύει μάζα (σε Kg) και το v αντιπροσωπεύει την ταχύτητα (σε m / s). Η μονάδα μέτρησης της κινητικής ενέργειας είναι Joules (J): 1 J = 1 kg. Μ²/ δ².

Δεδομένου ενός καρτεσιανού συστήματος συντεταγμένων, ο τύπος υπολογισμού κινητικής ενέργειας θα έχει την ακόλουθη μορφή: ΚΑΙ_ντο= ½. Μ (Χ² + ẏ² + ¿²)

Αυτές οι διατυπώσεις ποικίλλουν σε σχετικιστική μηχανική και κβαντική μηχανική.

Ασκήσεις κινητικής ενέργειας

1. Ένα αυτοκίνητο 860 κιλών ταξιδεύει με ταχύτητα 50 km / h. Ποια θα είναι η κινητική του ενέργεια;

Αρχικά μετατρέπουμε τα 50 km / h σε m / s = 13,9 m / s και εφαρμόζουμε τον τύπο υπολογισμού:

ΚΑΙ_ντο = ½. 860 κιλά. (13,9 m / s)² = 83.000 J.

1. Μια πέτρα με μάζα 1500 Kg κυλάει σε μια πλαγιά με συσσώρευση κινητικής ενέργειας 675000 J. Πόσο γρήγορα κινείται η πέτρα;

Από Ec = ½. μ. β² έχουμε 675000 J = ½. 1500 κιλά β², και κατά την επίλυση του άγνωστου, πρέπει να v² = 675000 J. 2/1500 κιλά 1, από όπου v² = 1350000 J / 1500 Kg = 900 m / s, και τελικά: v = 30 m / s μετά την επίλυση της τετραγωνικής ρίζας του 900.

Παραδείγματα κινητικής ενέργειας

1. Ένας άνδρας σε skateboard. Ένας skateboarder στο σκυρόδεμα U βιώνει τόσο δυνητική ενέργεια (όταν σταματά στα άκρα του για μια στιγμή) όσο και κινητική ενέργεια (όταν ξαναρχίζει προς τα κάτω και προς τα πάνω). Ένας skateboarder με υψηλότερη μάζα σώματος θα αποκτήσει υψηλότερη κινητική ενέργεια, αλλά και εκείνος του οποίου το skateboard του επιτρέπει να πηγαίνει σε υψηλότερες ταχύτητες.
2. Ένα βάζο πορσελάνης που πέφτει. Καθώς η βαρύτητα δρα στο τυχαίο αγγείο πορσελάνης, η κινητική ενέργεια συσσωρεύεται στο σώμα σας καθώς κατεβαίνει και απελευθερώνεται καθώς συνθλίβει στο έδαφος. Η αρχική εργασία που παράγεται από το stumble επιταχύνει το σώμα σπάζοντας την κατάσταση ισορροπίας του και το υπόλοιπο γίνεται από τη βαρύτητα της Γης.
3. Μια ριγμένη μπάλα. Εκτυπώνοντας τη δύναμή μας σε μια μπάλα σε κατάσταση ηρεμίας, την επιταχύνουμε αρκετά ώστε να διανύει την απόσταση μεταξύ μας και ενός συμπαίκτη, δίνοντάς της έτσι μια κινητική ενέργεια που τότε, όταν το αντιμετωπίζουμε, ο συνεργάτης μας πρέπει να αντισταθμιστεί με ένα έργο ίσου ή μεγαλύτερου μεγέθους. και έτσι να σταματήσετε την κίνηση. Εάν η μπάλα είναι μεγαλύτερη, θα χρειαστεί περισσότερη δουλειά για να τη σταματήσετε από ό, τι αν είναι μικρή.
4. Μια πέτρα στην πλαγιά ενός λόφου. Ας υποθέσουμε ότι σπρώχνουμε μια πέτρα στην πλαγιά ενός λόφου. Το έργο που κάνουμε όταν το πιέζουμε πρέπει να είναι μεγαλύτερο από τη δυνητική ενέργεια της πέτρας και την έλξη της βαρύτητας στη μάζα της, διαφορετικά δεν θα μπορέσουμε να την ανεβάσουμε ή, ακόμη χειρότερα, θα μας συντρίψει. Εάν, όπως ο Sisyphus, η πέτρα κατεβαίνει στην αντίθετη πλαγιά προς την άλλη πλευρά, θα απελευθερώσει την πιθανή της ενέργεια σε κινητική ενέργεια καθώς πέφτει προς τα κάτω. Αυτή η κινητική ενέργεια θα εξαρτηθεί από τη μάζα της πέτρας και την ταχύτητα που αποκτά το φθινόπωρο.
5. Ένα καλάθι με ρόλερ κόστερ αποκτά κινητική ενέργεια καθώς πέφτει και αυξάνει την ταχύτητά της. Λίγες στιγμές πριν ξεκινήσει η κάθοδο του, το καλάθι θα έχει δυναμική και όχι κινητική ενέργεια. Αλλά μόλις ξεκινήσει η κίνηση, όλη η πιθανή ενέργεια γίνεται κινητική και φτάνει στο μέγιστο σημείο μόλις τελειώσει η πτώση και αρχίσει η νέα ανάβαση. Παρεμπιπτόντως, αυτή η ενέργεια θα είναι μεγαλύτερη αν το καλάθι είναι γεμάτο από άτομα από ό, τι εάν είναι άδειο (θα έχει μεγαλύτερη μάζα).

Άλλοι τύποι ενέργειας