Kinetisk energi: typer, definition, formler og eksempler

Du har helt sikkert studeret på instituttet kinetisk energi i fysikfaget. Hvis ikke, har du sikkert hørt om det i en videnskabelig undersøgelse eller i medierne. Og det betragtes som en meget vigtig energi til studiet af objekternes bevægelse. Der er mennesker, der stadig ikke er klar over ideen om kinetisk energi, eller hvordan den måles eller fungerer. I denne artikel vil vi gennemgå definitionen og hjælpeprogrammerne, som denne energi har i fysikens verden.

Ønsker du at vide alt relateret til kinetisk energi? Du skal bare fortsætte med at læse for at lære alt 🙂

Hvad er definitionen på kinetisk energi?

Når man taler om denne type energi, menes det, at den energi, der opnås for at generere elektricitet eller lignende. Kinetisk energi er den energi, et objekt har, fordi det er i bevægelse. Når vi vil accelerere et objekt, er vi nødt til at anvende en bestemt kraft på det, så det overvinder friktionskraften i jorden eller luften. For at gøre dette, som et resultat af dette, overfører vi energi til objektet, og det vil være i stand til at bevæge sig med en konstant hastighed.

Det er den overførte energi, der kaldes kinetisk energi. Hvis den energi, der påføres genstanden stiger, vil genstanden accelerere. Men hvis vi holder op med at anvende energi på den, med friktionskraften, vil dens kinetiske energi falde, indtil den stopper. Kinetisk energi afhænger af masse og hastighed der når objektet. Kropper med mindre masse har brug for mindre arbejde for at begynde at flytte. Jo hurtigere du går, jo mere kinetisk energi har din krop.

Denne energi kan overføres til forskellige objekter og mellem dem for at transformere til en anden type energi. For eksempel, hvis en person løber og kolliderer med en anden, der var i ro, vil en del af den kinetiske energi, der var i løberen, blive videregivet til den anden person. Den energi, der skal anvendes for at en bevægelse skal eksistere, skal altid være større end friktionskraften med jorden eller en anden væske såsom vand eller luft.

Kinetiske energityper

Der skelnes mellem to typer:

Translational kinetisk energi: er, hvad der sker, når objektet beskriver en lige linje.
Rotations kinetisk energi: det er den, der opstår, når objektet tænder på sig selv.

Hvordan beregnes kinetisk energi?

Hvis vi ønsker at beregne værdien af denne energi, skal vi følge ræsonnementet beskrevet ovenfor. Først starter vi med at finde det udførte arbejde. Der skal arbejdes for at overføre kinetisk energi til objektet. Arbejdet skal også ganges med en kraft under hensyntagen til massen af objektet, der skubbes over en afstand. Kraften skal være parallel med overfladen, hvor den er, ellers vil objektet ikke bevæge sig.

Forestil dig, at du vil flytte en kasse, men du skubber mod jorden. Kassen kan ikke overvinde jordens modstand og bevæger sig ikke. For at få det til at bevæge sig, skal vi anvende arbejde og kraft i en retning parallelt med overfladen.

Vi ringer på arbejdspladsen W, kraften F, massen af objektet m og afstanden d.

Arbejdet er lig med kraft gange afstand. Det vil sige, det arbejde, der udføres, er lig med den kraft, der påføres objektet med den afstand, det bevæger sig takket være den påførte kraft. Definitionen af kraft gives af massen og accelerationen af objektet. Hvis objektet bevæger sig med konstant hastighed, betyder det, at den kraft, der påføres, og friktionskraften har den samme værdi. Derfor er de kræfter, der holdes i balance.

Friktionskraft og acceleration

Så snart værdien af den kraft, der påføres objektet, falder, begynder den at bremse, indtil den stopper. Et meget simpelt eksempel er bilen. Når vi kører på en motorvej, asfalt, snavs osv. Den, vi kører igennem, giver os modstand. Denne modstand er kendt som friktionskraft mellem hjulet og overfladen. For at bilen kan øge hastigheden, skal vi brænde brændstof for at generere kinetisk energi. Med denne energi kan du overvinde friktion og begynde at bevæge sig.

Men hvis vi bevæger os med bilen, og vi holder op med at accelerere, stopper vi med at anvende en kraft. Uden nogen kraft på bilen begynder friktionskraften ikke at bremse, før køretøjet stopper. Af denne grund er det vigtigt at kende de kræfter, der griber ind i et system, for at vide, hvilken retning objektet vil tage.

Kinetisk energiformel

For at beregne den kinetiske energi er der en ligning, der stammer fra den tidligere anvendte ræsonnement. Hvis vi kender objektets start- og sluthastighed efter en tilbagelagt afstand, kan vi erstatte accelerationen i formlen.

Derfor, når en nettomængde arbejde udføres på et objekt, den mængde, vi kalder kinetisk energi ændringer.

Hvad er interessant ved det?

For fysikere er det vigtigt at kende et objekts kinetiske energi for at studere dets dynamik. Der er himmellegemer i rummet, der har en kinetisk energi drevet af Big Bang, som den dag i dag stadig er i bevægelse. I hele solsystemet er der interessante genstande at studere, og det er nødvendigt at kende deres kinetiske energi for at forudsige deres bane.

Når vi analyserer ligningen for kinetisk energi, kan det ses, at det afhænger af hastigheden af objektet i kvadrat. Dette betyder, at når hastigheden fordobles, firdobles dens kinetik. Hvis en bil kører i 100 km / t har fire gange så meget energi end en, der kører i 50 km / t. Derfor er den skade, der kan opstå i en ulykke, fire gange stærkere i den ene end i den anden.

Denne energi kan ikke være en negativ værdi. Det skal altid være nul eller positivt. I modsætning til det kan hastigheden have en positiv eller negativ værdi afhængigt af referencen. Men når du bruger hastighed i kvadrat, får du altid en positiv værdi.

Eksempler på kinetisk energi

Lad os se nogle eksempler på kinetisk energi for at gøre det klarere:

Når vi ser en person på en scooter, ser vi, at de oplever en stigning i både den potentielle energi ved bevægelse i højden og den kinetiske energi, når hastigheden øges. En person, der har en større kropsvægt, vil være i stand til at erhverve større kinetisk energi, så længe scooteren tillader ham at gå hurtigere.
En porcelænsvase, der falder til jorden: Denne type eksempler er afgørende for forståelsen af kinetisk energi. Energi opbygges i din krop, når den falder ned og frigives helt, når den går i stykker, når den rammer jorden. Det er det første slag, der begynder at generere kinetisk energi. Resten af den kinetiske energi erhverves af jordens tyngdekraft.
Et hit til en bold: er en sag, der ligner hvad der sker med vasen. Kuglen i hvile finder ligevægt, og den kinetiske energi begynder at frigives, når vi rammer den. Jo tungere og større bolden er, jo mere arbejde tager det at stoppe eller flytte den.
Når vi smider en sten ned ad en skråning: det sker på samme måde med vasen og med bolden. Når klippen falder ned ad skråningen, stiger dens kinetiske energi. Energien vil afhænge af massen og hastigheden af dens fald. Dette vil til gengæld afhænge af hældningen.
En rutsjebane bil: forlystelsesparker er nøglen til at forklare kinetisk energi. På en rutsjebane erhverver bilen kinetisk energi, når den falder og øger hastigheden.

Jeg håber, at konceptet og dets anvendelse vil være meget tydeligere for dig med disse oplysninger.

Oplev dette motionscenter, der fungerer med kinetisk energi: