Určitě jste studovali na ústavu Kinetická energie v předmětu fyziky. Pokud ne, pravděpodobně jste o tom slyšeli ve vědecké studii nebo v médiích. A je považována za velmi důležitou energii pro studium pohybu objektů. Existují lidé, kteří stále nemají jasno v myšlence kinetické energie nebo v tom, jak se měří nebo funguje. V tomto článku přezkoumáme definici a užitečnost této energie ve světě fyziky.
Chcete vědět vše, co souvisí s kinetickou energií? Musíte jen dál číst, abyste se naučili všechno 🙂
Jaká je definice kinetické energie?
Když mluvíme o tomto druhu energie, má se za to, že nějaká energie, která se získává k výrobě elektřiny nebo něčeho podobného. Kinetická energie je energie, kterou má předmět díky tomu, že je v pohybu. Když chceme předmět zrychlit, musíme na něj vyvinout určitou sílu, abychom překonali třecí sílu země nebo vzduchu. K tomu v důsledku toho přenášíme energii na objekt a ten se bude moci pohybovat konstantní rychlostí.
Je to ta přenesená energie, která se nazývá kinetická energie. Pokud se energie aplikovaná na objekt zvyšuje, objekt se zrychlí. Pokud však na ni přestaneme aplikovat energii, s třecí silou bude její kinetická energie klesat, dokud se nezastaví. Kinetická energie závisí na hmotnosti a rychlosti který dosáhne objektu. Těla s menší hmotností potřebují k zahájení pohybu méně práce. Čím rychleji jedete, tím více kinetické energie vaše tělo má.
Tato energie lze přenést na různé objekty a mezi nimi transformovat na jiný druh energie. Například pokud člověk běží a srazí se s jiným, který byl v klidu, část kinetické energie, která byla v běžci, bude přenesena na druhou osobu. Energie, která musí být aplikována, aby pohyb existoval, musí být vždy větší než třecí síla se zemí nebo jinou tekutinou, jako je voda nebo vzduch.
Typy kinetické energie
Existují dva typy:
- Translační kinetická energie: je to, co se stane, když objekt popisuje přímku.
- Rotační kinetická energie: je ten, který nastane, když se objekt sám zapne.
Jak se počítá kinetická energie?
Pokud chceme vypočítat hodnotu této energie, musíme postupovat podle výše popsaného uvažování. Nejprve začneme hledáním provedené práce. Je třeba pracovat na přenosu kinetické energie do objektu. Tato práce musí být také vynásobena silou, vzhledem k hmotnosti objektu, který je tlačen na dálku. Síla musí být rovnoběžná s povrchem, kde je, jinak by se objekt nepohyboval.
Představte si, že chcete přesunout krabici, ale zatlačíte směrem k zemi. Krabice nebude schopna překonat odpor země a nebude se pohybovat. Abychom se dostali do pohybu, musíme použít práci a sílu ve směru rovnoběžném s povrchem.
Zavoláme v práci W síla F, hmotnost objektu m a vzdálenost d.
Práce se rovná síla krát vzdálenost. To znamená, že vykonaná práce se rovná síle aplikované na objekt se vzdáleností, kterou urazí díky této aplikované síle. Definice síly je dána hmotností a zrychlením objektu. Pokud se objekt pohybuje konstantní rychlostí, znamená to, že použitá síla a třecí síla mají stejnou hodnotu. Proto jsou to síly, které jsou udržovány v rovnováze.
Třecí síla a zrychlení
Jakmile se hodnota síly působící na objekt sníží, začne se zpomalovat, dokud se nezastaví. Velmi jednoduchým příkladem je auto. Když jedeme po dálnici, asfaltu, špíně atd. Ten, kterým projíždíme, nám nabízí odpor. Tento odpor je známá jako třecí síla mezi kolem a povrchem. Aby auto mohlo zvýšit svou rychlost, musíme spalovat palivo, abychom vytvořili kinetickou energii. S touto energií můžete překonat tření a začít se hýbat.
Pokud se však pohybujeme s autem a přestaneme zrychlovat, přestaneme působit silou. Bez jakékoli síly působící na auto nezačne třecí síla brzdit, dokud se vozidlo nezastaví. Z tohoto důvodu je důležité dobře znát síly, které zasahují do systému, aby bylo možné zjistit, kterým směrem se bude objekt ubírat.
Vzorec kinetické energie
Pro výpočet kinetické energie existuje rovnice, která vyvstává z dříve použitého uvažování. Pokud známe počáteční a konečnou rychlost objektu po ujeté vzdálenosti, můžeme ve vzorci nahradit zrychlení.
Proto, když se na objektu provádí čisté množství práce, množství, které nazýváme kinetická energie Změny.
Co je na tom zajímavého?
Pro fyziky je znalost kinetické energie objektu nezbytná pro studium jeho dynamiky. Ve vesmíru existují nebeské objekty, které mají kinetickou energii poháněnou Velkým třeskem, které jsou dodnes v pohybu. V celé sluneční soustavě existují zajímavé objekty ke studiu a je nutné znát jejich kinetickou energii, aby bylo možné předpovědět jejich trajektorii.
Když analyzujeme rovnici kinetické energie, je vidět, že závisí na rychlosti objektu na druhou. To znamená, že když se rychlost zdvojnásobí, její kinetika se zčtyřnásobí. Pokud auto jede rychlostí 100 km / h má čtyřnásobek energie než ten, který cestuje rychlostí 50 km / h. Poškození, které může při nehodě vzniknout, je proto u jednoho člověka čtyřikrát silnější než u jiného.
Tato energie nemůže být zápornou hodnotou. Vždy to musí být nula nebo kladné. Na rozdíl od toho může mít rychlost kladnou nebo zápornou hodnotu v závislosti na referenci. Ale při použití rychlosti na druhou získáte vždy kladnou hodnotu.
Příklady kinetické energie
Podívejme se na několik příkladů kinetické energie, abychom to objasnili:
- Když vidíme člověka na skútru, vidíme, že zažívá zvýšení potenciální energie při pohybu ve výšce a kinetické energie při zvýšení rychlosti. Osoba, která má větší tělesnou hmotnost, bude schopna získat větší kinetickou energii, pokud mu koloběžka umožní jet rychleji.
- Porcelánová váza, která padá na zem: Tento typ příkladu je zásadní pro pochopení kinetické energie. Při sestupu se ve vašem těle hromadí energie a je plně uvolněna, když se rozbije o dopad na zem. Je to počáteční rána, která začíná generovat kinetickou energii. Zbytek kinetické energie získává gravitace Země.
- Úder do míče: je případ podobný tomu, co se stane s vázou. Míč v klidu nachází rovnováhu a kinetická energie se začíná uvolňovat, když na ni narazíme. Čím těžší a větší míč, tím více práce bude trvat, než ho zastavíte nebo posunete.
- Když hodíme kámen ze svahu: podobným způsobem se to děje s vázou a míčem. Jak skála sestupuje ze svahu, zvyšuje se její kinetická energie. Energie bude záviset na hmotnosti a rychlosti jejího pádu. To zase bude záviset na sklonu.
- Horská dráha auto: zábavní parky jsou klíčem k vysvětlení kinetické energie. Na horské dráze získává auto při pádu kinetickou energii a zvyšuje rychlost.
Doufám, že s těmito informacemi vám bude koncept a jeho použití mnohem jasnější.
Objevte tuto posilovnu, která pracuje s kinetickou energií:
Vůbec mi to nepomohlo, vše, co jsem chtěl, bylo vědět, jak vypočítat kinetickou energii, všechno, co text říkal, už vím