Biztosan tanultál az intézetben kinetikus energia a fizika tantárgyban. Ha nem, akkor valószínűleg hallott róla egy tudományos tanulmányban vagy a médiában. És nagyon fontos energiának tekintik a tárgyak mozgásának tanulmányozásához. Vannak emberek, akiknek még mindig nincs világos a kinetikus energia gondolata, illetve annak mérési vagy működési módja. Ebben a cikkben áttekintjük az energia definícióját és segédprogramjait a fizika világában.
Szeretne mindent tudni a kinetikus energiával kapcsolatban? Csak folytatnia kell az olvasást, hogy mindent megtanuljon 🙂
Mi a kinetikus energia definíciója?
Amikor ilyen típusú energiáról beszélünk, úgy gondoljuk, hogy az a bizonyos energia, amelyet villamosenergia -termeléshez vagy ilyesmihez nyernek. A kinetikus energia az az energia, amely egy tárgynak annak a ténynek köszönhető, hogy mozgásban van. Amikor fel akarunk gyorsítani egy tárgyat, akkor bizonyos erőt kell alkalmaznunk rá, hogy legyőzzük a talaj vagy a levegő súrlódási erejét. Ennek eredményeképpen energiát viszünk át az objektumra, és képes lesz állandó sebességgel mozogni.
Kinetikus energiának nevezzük azt az átadott energiát. Ha az objektumra alkalmazott energia növekszik, az objektum felgyorsul. Ha azonban abbahagyjuk az energia alkalmazását, akkor a súrlódási erővel kinetikus energiája csökken, amíg meg nem áll. A kinetikus energia a tömegtől és a sebességtől függ amely eléri a tárgyat. A kisebb tömegű testeknek kevesebb munkára van szükségük a mozgás megkezdéséhez. Minél gyorsabban halad, annál nagyobb a mozgási energiája a testének.
Ez az energia különböző tárgyakra vihető át és közöttük átalakulni egy másik típusú energiává. Például, ha egy személy fut, és ütközik egy másikkal, aki nyugalomban volt, akkor a futóban lévő mozgási energia egy része átkerül a másik emberre. A mozgás létrejöttéhez szükséges energiának mindig nagyobbnak kell lennie, mint a talajjal vagy más folyadékkal, például vízzel vagy levegővel való súrlódási erő.
Kinetikus energia típusok
Két típus különböztethető meg:
- Transzlációs mozgási energia: mi történik, ha az objektum egy egyenest ír le.
- Forgási mozgási energia: az, amely akkor fordul elő, amikor az objektum bekapcsol.
Hogyan számítják ki a kinetikus energiát?
Ha ki akarjuk számolni ennek az energiának az értékét, akkor a fent leírt érvelést kell követnünk. Először az elvégzett munka megkeresésével kezdjük. Dolgozni kell a kinetikus energia átvitelére az objektumra. Emellett ezt a munkát meg kell szorozni erővel, figyelembe véve a távolságra tolott tárgy tömegét. Az erőnek párhuzamosnak kell lennie azzal a felülettel, ahol van, különben az objektum nem mozdulna.
Képzelje el, hogy egy dobozt akar mozgatni, de a föld felé tolja. A doboz nem lesz képes leküzdeni a talaj ellenállását, és nem mozog. Ahhoz, hogy mozogjon, munkát és erőt kell alkalmaznunk a felszínnel párhuzamos irányban.
Felhívjuk W munka közben az F erő, az m tárgy tömege és a d távolság.
A munka megegyezik az erő és a távolság távolságával. Vagyis az elvégzett munka megegyezik az objektumra kifejtett erővel a megtett távolsággal annak az alkalmazott erőnek köszönhetően. Az erő definícióját a tárgy tömege és gyorsulása adja. Ha a tárgy állandó sebességgel mozog, az azt jelenti, hogy az alkalmazott erő és a súrlódási erő értéke azonos. Ezért ezek egyensúlyban tartott erők.
Súrlódási erő és gyorsulás
Amint az objektumra kifejtett erő értéke csökken, lassulni kezd, amíg meg nem áll. Nagyon egyszerű példa az autó. Amikor autópályán haladunk, aszfalt, piszok stb. Az, amin keresztülhaladunk, ellenállást nyújt számunkra. Ez az ellenállás az súrlódási erő néven ismert a kerék és a felület között. Ahhoz, hogy az autó növelje sebességét, üzemanyagot kell égetnünk, hogy kinetikus energiát termeljünk. Ezzel az energiával legyőzheti a súrlódást és elkezd mozogni.
Ha azonban az autóval haladunk és abbahagyjuk a gyorsulást, abbahagyjuk az erő alkalmazását. Az autóra gyakorolt erő nélkül a súrlódási erő csak akkor kezd fékezni, ha a jármű megáll. Ezért fontos jól ismerni azokat az erőket, amelyek beavatkoznak egy rendszerbe, hogy tudják, melyik irányba megy az objektum.
Kinetikus energia képlete
A kinetikus energia kiszámításához van egy egyenlet, amely a korábban alkalmazott érvelésből adódik. Ha tudjuk az objektum kezdeti és végső sebességét megtett távolság után, akkor helyettesíthetjük a gyorsulást a képletben.
Ezért, ha egy tárgyon nettó mennyiségű munkát végeznek, akkor azt az összeget nevezzük kinetikus energiának változtatások.
Mi érdekes benne?
A fizikusok számára az objektum mozgási energiájának ismerete elengedhetetlen annak dinamikájának tanulmányozásához. Vannak olyan égi tárgyak az űrben, amelyek mozgási energiáját az Ősrobbanás vezérli, és amelyek mind a mai napig mozgásban vannak. A Naprendszer egészében érdekes tárgyakat kell tanulmányozni, és a mozgásuk megjóslásához meg kell ismerni kinetikus energiájukat.
Amikor elemezzük a kinetikus energia egyenletét, látható, hogy az az objektum négyzetének sebességétől függ. Ez azt jelenti, hogy amikor a sebesség megduplázódik, kinetikája megnégyszereződik. Ha egy autó 100 km / h sebességgel halad négyszer nagyobb energiával rendelkezik mint amelyik 50 km / h sebességgel halad. Ezért a balesetben bekövetkező károk négyszer nagyobbak az egyikben, mint a másikban.
Ez az energia nem lehet negatív érték. Ennek mindig nullának vagy pozitívnak kell lennie. A fordulatszámtól eltérően a referenciaértéktől függően lehet pozitív vagy negatív értéke. De ha a sebességet négyzetesen használjuk, mindig pozitív értéket kapunk.
Példák a kinetikus energiára
Lássunk néhány példát a kinetikus energiáról, hogy világosabb legyen:
- Amikor meglátunk egy személyt egy robogón, látjuk, hogy megtapasztalja mind a potenciális energia növekedése a magasság mozgásakor, mind a mozgási energia növekedése a sebesség növelésekor. Az a személy, akinek nagyobb a testsúlya, képes nagyobb kinetikus energiát szerezni, amennyiben a robogó lehetővé teszi, hogy gyorsabban menjen.
- A földre hulló porcelán váza: Ez a fajta példa kritikus a kinetikus energia megértéséhez. Az energia felhalmozódik a testedben, ahogy leereszkedik, és teljesen felszabadul, ha a földre érve megtörik. A kezdeti ütés kezd kinetikus energiát generálni. A mozgási energia fennmaradó részét a Föld gravitációja szerzi meg.
- A labda eltalálása: hasonló eset, mint ami a vázával történik. A nyugalmi állapotban lévő labda egyensúlyt talál, és a kinetikus energia felszabadulni kezd, amikor eltaláljuk. Minél nehezebb és nagyobb a labda, annál több munkára lesz szükség annak megállításához vagy elmozdításához.
- Amikor ledobunk egy követ egy lejtőn: hasonló módon történik a vázával és a labdával. Amint a kő lefelé ereszkedik a lejtőn, kinetikus energiája növekszik. Az energia függ a zuhanás tömegétől és sebességétől. Ez viszont a lejtőtől függ.
- Hullámvasút autó: a vidámparkok kulcsfontosságúak a kinetikus energia magyarázatához. Egy hullámvasúton az autó kinetikus energiát szerez zuhanás közben és növeli a sebességét.
Remélem, hogy ezzel az információval a koncepció és annak használata sokkal világosabb lesz számodra.
Fedezze fel ezt a mozgási energiával működő edzőtermet:
Ez egyáltalán nem segített nekem, csak azt akartam, hogy tudjam, hogyan kell kiszámítani a kinetikus energiát, mindent, amit a szöveg mondott, már tudom