Kinētiskā enerģija

Jūs noteikti esat mācījies institūtā kinētiskā enerģija fizikas priekšmetā. Ja nē, jūs, iespējams, esat dzirdējuši par to kādā zinātniskā pētījumā vai plašsaziņas līdzekļos. Un to uzskata par ļoti svarīgu enerģiju objektu kustības izpētei. Ir cilvēki, kuriem joprojām nav skaidrības par kinētiskās enerģijas ideju vai to, kā tā tiek mērīta vai darbojas. Šajā rakstā mēs pārskatīsim definīciju un utilītus, kas šai enerģijai ir fizikas pasaulē.

Vai vēlaties uzzināt visu, kas saistīts ar kinētisko enerģiju? Jums vienkārši jāturpina lasīt, lai visu iemācītos 🙂

Kāda ir kinētiskās enerģijas definīcija?

Runājot par šāda veida enerģiju, tiek uzskatīts, ka tā enerģija, kas tiek iegūta elektroenerģijas ražošanai vai tamlīdzīgi. Kinētiskā enerģija ir enerģija, kas objektam piemīt sakarā ar to, ka tā atrodas kustībā. Kad mēs vēlamies paātrināt objektu, mums jāpieliek tam noteikts spēks, lai tas pārvarētu zemes vai gaisa berzes spēku. Lai to izdarītu, tā rezultātā mēs nododam enerģiju objektam, un tas varēs pārvietoties nemainīgā ātrumā.

Tieši to nodoto enerģiju sauc par kinētisko enerģiju. Ja objektam pielietotā enerģija palielinās, objekts paātrinās. Tomēr, ja mēs pārtrauksim tam pielietot enerģiju, tā kinētiskā enerģija samazināsies līdz ar berzes spēku, līdz tā apstājas. Kinētiskā enerģija ir atkarīga no masas un ātruma kas sasniedz objektu. Ķermenim ar mazāku masu ir nepieciešams mazāk darba, lai sāktu kustēties. Jo ātrāk jūs ejat, jo lielāka ir jūsu ķermeņa kinētiskā enerģija.

Šī enerģija var pārsūtīt uz dažādiem objektiem un starp tiem pārveidoties par cita veida enerģiju. Piemēram, ja cilvēks skrien un saduras ar citu, kurš bija miera stāvoklī, daļa kinētiskās enerģijas, kas bija skrējējā, tiks nodota otrai personai. Enerģijai, kas jāpielieto kustības pastāvēšanai, vienmēr jābūt lielākai par berzes spēku ar zemi vai citu šķidrumu, piemēram, ūdeni vai gaisu.

Kinētiskās enerģijas veidi

Izšķir divus veidus:

• Translācijas kinētiskā enerģija: notiek, ja objekts apraksta taisnu līniju.
• Rotācijas kinētiskā enerģija: tas notiek, kad objekts ieslēdzas pats.

Kā tiek aprēķināta kinētiskā enerģija?

Ja mēs vēlamies aprēķināt šīs enerģijas vērtību, mums jāievēro iepriekš aprakstītie argumenti. Pirmkārt, mēs sākam atrast paveikto darbu. Jāveic darbs, lai kinētiskā enerģija tiktu pārnesta uz objektu. Arī šis darbs ir jāreizina ar spēku, ņemot vērā objekta masu, kas tiek izstumts attālumā. Spēkam jābūt paralēlam virsmai, kur tā atrodas, pretējā gadījumā objekts nepārvietotos.

Iedomājieties, ka vēlaties pārvietot kasti, bet jūs virzāties pret zemi. Kastīte nespēs pārvarēt zemes pretestību un nekustēsies. Lai tas kustētos, mums jāpieliek darbs un spēks virzienā, kas ir paralēls virsmai.

Mēs piezvanīsim darbā W spēks F, objekta masa m un attālums d.

Darbs ir vienāds ar spēka un attāluma attālumu. Tas ir, paveiktais darbs ir vienāds ar objektam pielikto spēku ar attālumu, kuru tas veic, pateicoties šim pielietotajam spēkam. Spēka definīciju nosaka objekta masa un paātrinājums. Ja objekts pārvietojas ar nemainīgu ātrumu, tas nozīmē, ka pielietojamajam spēkam un berzes spēkam ir vienāda vērtība. Tāpēc tie ir spēki, kas tiek turēti līdzsvarā.

Berzes spēks un paātrinājums

Tiklīdz objektam pieliktā spēka vērtība samazinās, tas sāks palēnināties, līdz tas apstājas. Ļoti vienkāršs piemērs ir automašīna. Kad braucam pa šoseju, asfalts, netīrumi utt. Tas, pa kuru braucam, piedāvā mums pretestību. Šī pretestība ir pazīstams kā berzes spēks starp riteni un virsmu. Lai automašīna palielinātu ātrumu, mums jāsadedzina degviela, lai radītu kinētisko enerģiju. Ar šo enerģiju jūs varat pārvarēt berzi un sākt kustēties.

Tomēr, ja mēs pārvietojamies ar automašīnu un pārtraucam paātrināties, mēs pārtrauksim pielietot spēku. Bez spēka uz automašīnu berzes spēks sāks bremzēt, kamēr transportlīdzeklis neapstājas. Šī iemesla dēļ ir svarīgi labi zināt spēkus, kas iejaucas sistēmā, lai zinātu, kurā virzienā objekts virzīsies.

Kinētiskās enerģijas formula

Kinētiskās enerģijas aprēķināšanai ir vienādojums, kas izriet no iepriekš izmantotajiem argumentiem. Ja mēs zinām objekta sākotnējo un galīgo ātrumu pēc nobraukta attāluma, paātrinājumu varam aizstāt formulā.

Tāpēc, kad pie objekta tiek veikts neto darbs, summu, kuru mēs saucam par kinētisko enerģiju k, izmaiņas.

Kas tajā ir interesants?

Fiziķiem ir svarīgi zināt objekta kinētisko enerģiju, lai pētītu tā dinamiku. Kosmosā ir debess objekti, kuriem ir kinētiskā enerģija, kuru vada Lielais sprādziens un kas līdz šai dienai joprojām ir kustībā. Visā Saules sistēmā ir pētāmi interesanti objekti, un ir jāzina viņu kinētiskā enerģija, lai prognozētu viņu trajektoriju.

Analizējot kinētiskās enerģijas vienādojumu, var redzēt, ka tas ir atkarīgs no objekta ātruma kvadrātā. Tas nozīmē, ka, ātrumam dubultojoties, tā kinētika četrkāršojas. Ja automašīna pārvietojas ar ātrumu 100km / h ir četras reizes lielāka par enerģiju nekā tāds, kurš pārvietojas ar ātrumu 50km / h. Tāpēc zaudējumi, kas var rasties negadījumā, vienā ir četras reizes spēcīgāki nekā citā.

Šī enerģija nevar būt negatīva vērtība. Tam vienmēr jābūt nullei vai pozitīvam. Atšķirībā no tā, ātrumam var būt pozitīva vai negatīva vērtība atkarībā no atsauces. Bet, izmantojot ātruma kvadrātu, jūs vienmēr iegūstat pozitīvu vērtību.

Kinētiskās enerģijas piemēri

Apskatīsim dažus kinētiskās enerģijas piemērus, lai to padarītu skaidrāku:

• Kad mēs redzam cilvēku uz motorollera, mēs redzam, ka viņš piedzīvo gan potenciālās enerģijas pieaugums, pārvietojoties augstumā, gan kinētiskā enerģija, palielinot ātrumu. Persona, kurai ir lielāks ķermeņa svars, varēs iegūt lielāku kinētisko enerģiju, ja vien motorolleris ļaus viņam iet ātrāk.
• Porcelāna vāze, kas nokrīt zemē: Šāda veida piemēri ir kritiski svarīgi, lai izprastu kinētisko enerģiju. Enerģija uzkrājas jūsu ķermenī, kad tā nolaižas, un pilnībā izdalās, kad tā pārtrauc triecienu zemei. Tas ir sākotnējais trieciens, kas sāk radīt kinētisko enerģiju. Pārējo kinētisko enerģiju iegūst Zemes gravitācija.
• Trāpījums bumbai: ir gadījums, kas līdzīgs tam, kas notiek ar vāzi. Miera stāvoklī esošā bumba atrod līdzsvaru, un kinētiskā enerģija sāk atbrīvoties no brīža, kad mēs to sitām. Jo smagāka un lielāka bumba, jo vairāk darba būs nepieciešams, lai to apturētu vai pārvietotu.
• Kad mēs iemetam akmeni pa nogāzi: tas notiek līdzīgi ar vāzi un bumbu. Kad klints nokāpj lejup pa nogāzi, tā kinētiskā enerģija palielinās. Enerģija būs atkarīga no masas un tās krišanas ātruma. Tas, savukārt, būs atkarīgs no slīpuma.
• Kalniņu kalniņi: atrakciju parki ir galvenais, lai izskaidrotu kinētisko enerģiju. Uz amerikāņu kalniņiem automašīna krītot iegūst kinētisko enerģiju un palielina ātrumu.

Es ceru, ka ar šo informāciju jēdziens un tā izmantošana jums būs daudz skaidrāka.

Atklājiet šo sporta zāli, kas darbojas ar kinētisko enerģiju:

saistīto rakstu:

Sporta zāle, kas orientējas ar cilvēku un CircuitoEco radīto kinētisko enerģiju