Кинетична енергия

Със сигурност сте учили в института кинетична енергия по физика. Ако не, вероятно сте чували за това в научно изследване или в медиите. И се счита за много важна енергия за изследване на движението на предметите. Има хора, които все още не са наясно каква е идеята за кинетичната енергия или как тя се измерва или работи. В тази статия ще разгледаме определението и полезността на тази енергия в света на физиката.

Искате ли да знаете всичко, свързано с кинетичната енергия? Просто трябва да продължите да четете, за да научите всичко 🙂

Какво е определението за кинетична енергия?

Когато се говори за този вид енергия, се смята, че някаква енергия, която се получава за генериране на електричество или нещо подобно. Кинетичната енергия е енергията, която обектът има поради факта, че е в движение. Когато искаме да ускорим обект, трябва да приложим определена сила към него, така че да преодолее силата на триене на земята или въздуха. За да направим това, в резултат на това прехвърляме енергия към обекта и той ще може да се движи с постоянна скорост.

Това е онази пренесена енергия, която се нарича кинетична енергия. Ако енергията, приложена към обекта, се увеличава, обектът ще се ускори. Ако обаче спрем да прилагаме енергия към него, със силата на триене неговата кинетична енергия ще намалява, докато спре. Кинетичната енергия зависи от масата и скоростта който достига до обекта. Телата с по-малка маса се нуждаят от по-малко работа, за да започнат да се движат. Колкото по-бързо вървите, толкова повече кинетична енергия има тялото ви.

Тази енергия могат да се прехвърлят към различни обекти а между тях да се трансформира в друг вид енергия. Например, ако човек тича и се сблъска с друг, който е бил в покой, част от кинетичната енергия, която е била в бегача, ще бъде предадена на другия човек. Енергията, която трябва да се приложи, за да съществува движение, винаги трябва да бъде по-голяма от силата на триене със земята или друга течност като вода или въздух.

Видове кинетична енергия

Разграничават се два типа:

• Кинетична енергия на транслация: е това, което се случва, когато обектът описва права линия.
• Кинетична енергия на въртене: е този, който възниква, когато обектът се включи сам.

Как се изчислява кинетичната енергия?

Ако искаме да изчислим стойността на тази енергия, трябва да следваме разсъжденията, описани по-горе. Първо започваме с намирането на свършената работа. Трябва да се работи за прехвърляне на кинетична енергия към обекта. Също така тази работа трябва да се умножи по сила, като се има предвид масата на обекта, който се избутва на разстояние. Силата трябва да е успоредна на повърхността, където се намира, иначе обектът не би се движил.

Представете си, че искате да преместите кутия, но натискате към земята. Кутията няма да може да преодолее съпротивлението на земята и няма да се движи. За да го накараме да се движи, трябва да приложим работа и сила в посока, успоредна на повърхността.

Ще се обадим при работа W, силата F, масата на обекта m и разстоянието d.

Работата е равна на сила по разстояние. Тоест извършената работа е равна на силата, приложена към обекта, с разстоянието, което той изминава благодарение на тази приложена сила. Определението за сила се дава от масата и ускорението на обекта. Ако обектът се движи с постоянна скорост, това означава, че приложената сила и силата на триене имат една и съща стойност. Следователно те са сили, които се поддържат в равновесие.

Сила на триене и ускорение

Веднага след като стойността на силата, приложена към обекта, намалее, той ще започне да се забавя, докато спре. Много прост пример е колата. Когато се движим по магистрала, асфалт, мръсотия и т.н. Този, през който караме, ни оказва съпротива. Тази съпротива е известен като сила на триене между колелото и повърхността. За да може колата да увеличи скоростта си, трябва да изгаряме гориво, за да генерира кинетична енергия. С тази енергия можете да преодолеете триенето и да започнете да се движите.

Ако обаче се движим с колата и спрем да ускоряваме, ще спрем да прилагаме сила. Без никаква сила върху автомобила, силата на триене няма да започне да спира, докато автомобилът не спре. Поради тази причина е важно да се познават добре силите, които се намесват в дадена система, за да се знае в каква посока ще поеме обектът.

Формула за кинетична енергия

За изчисляване на кинетичната енергия има уравнение, което произтича от използваните преди това разсъждения. Ако знаем началната и крайната скорост на обекта след изминато разстояние, можем да заместим ускорението във формулата.

Следователно, когато се извършва нетно количество работа върху даден обект, количеството, което наричаме кинетична енергия k, промени.

Какво интересно има в това?

За физиците познаването на кинетичната енергия на даден обект е от съществено значение за изучаване на неговата динамика. В Космоса има небесни обекти, които имат кинетична енергия, задвижвана от Големия взрив, които и до днес все още са в движение. В Слънчевата система има интересни обекти за изследване и е необходимо да се знае тяхната кинетична енергия, за да се предскаже тяхната траектория.

Когато анализираме уравнението за кинетична енергия, може да се види, че то зависи от скоростта на обекта на квадрат. Това означава, че когато скоростта се удвои, нейната кинетика се утроява. Ако една кола се движи със 100 км / ч има четири пъти енергията от този, който се движи с 50 км / ч. Следователно щетите, които могат да бъдат причинени при инцидент, са четири пъти по-силни при едно, отколкото при друго.

Тази енергия не може да бъде отрицателна стойност. Винаги трябва да е нула или положителна. За разлика от него, скоростта може да има положителна или отрицателна стойност в зависимост от референтната стойност. Но когато използвате скоростта на квадрат, винаги получавате положителна стойност.

Примери за кинетична енергия

Нека да видим няколко примера за кинетична енергия, за да стане по-ясна:

• Когато видим човек на скутер, виждаме, че той изпитва увеличение както на потенциалната енергия при движение във височина, така и на кинетичната енергия с нарастваща скорост. Човек, който има по-голямо телесно тегло, ще може да придобие по-голяма кинетична енергия, стига скутерът да му позволи да върви по-бързо.
• Порцеланова ваза, която пада на земята: Този тип пример е от съществено значение за разбирането на кинетичната енергия. Енергията се натрупва в тялото ви при спускане и се освобождава напълно, когато се счупи от удара в земята. Първоначалният удар започва да генерира кинетична енергия. Останалата част от кинетичната енергия се придобива от гравитацията на Земята.
• Удар в топка: е случай, подобен на това, което се случва с вазата. Топката в покой намира равновесие и кинетичната енергия започва да се освобождава, когато я ударим. Колкото по-тежка и голяма е топката, толкова повече работа ще е необходима, за да я спрете или преместите.
• Когато хвърлим камък под наклон: това се случва по подобен начин с вазата и с топката. Докато скалата се спуска надолу по склона, нейната кинетична енергия се увеличава. Енергията ще зависи от масата и скоростта на нейното падане. Това от своя страна ще зависи от наклона.
• Автомобил с влакче в увеселителен парк: увеселителните паркове са ключови за обяснението на кинетичната енергия. На влакче в увеселителен парк автомобилът придобива кинетична енергия при падане и увеличава скоростта си.

Надявам се, че с тази информация концепцията и нейното използване ще ви бъдат много по-ясни.

Открийте тази фитнес зала, която работи с кинетична енергия:

Свързана статия:

Фитнес, който навигира с кинетичната енергия, генерирана от хората и CircuitoEco