Energia kinetyczna

Na pewno studiowałeś w instytucie energia kinetyczna z przedmiotu fizyki. Jeśli nie, prawdopodobnie słyszałeś o tym w badaniach naukowych lub w mediach. Uważa się, że jest to bardzo ważna energia do badania ruchu obiektów. Są ludzie, którzy nadal nie mają jasności co do pojęcia energii kinetycznej lub sposobu jej pomiaru lub działania. W tym artykule dokonamy przeglądu definicji i użyteczności tej energii w świecie fizyki.

Chcesz wiedzieć wszystko, co dotyczy energii kinetycznej? Musisz tylko czytać dalej, aby dowiedzieć się wszystkiego 🙂

Jaka jest definicja energii kinetycznej?

Mówiąc o tego rodzaju energii, uważa się, że jest to pewna energia, którą uzyskuje się w celu wytworzenia elektryczności lub czegoś podobnego. Energia kinetyczna to energia, którą obiekt posiada, ponieważ jest w ruchu. Gdy chcemy przyspieszyć obiekt, musimy przyłożyć do niego określoną siłę, aby pokonał siłę tarcia gruntu lub powietrza. Aby to zrobić, w wyniku tego przekazujemy obiektowi energię i będzie on mógł poruszać się ze stałą prędkością.

To ta przenoszona energia nazywana jest energią kinetyczną. Jeśli energia przykładana do obiektu rośnie, obiekt przyspieszy. Jeśli jednak przestaniemy przykładać do niego energię, wraz z siłą tarcia jego energia kinetyczna będzie się zmniejszać, aż się zatrzyma. Energia kinetyczna zależy od masy i prędkości dociera do obiektu. Ciała o mniejszej masie potrzebują mniej pracy, aby zacząć się poruszać. Im szybciej jedziesz, tym więcej energii kinetycznej ma twoje ciało.

Ta energia można przenosić na różne obiekty a między nimi, aby przekształcić się w inny rodzaj energii. Na przykład, jeśli osoba biegnie i zderzy się z inną osobą, która była w spoczynku, część energii kinetycznej, która była w biegaczu, zostanie przekazana drugiej osobie. Energia, która musi być zastosowana, aby zaistniał ruch, zawsze musi być większa niż siła tarcia z ziemią lub innym płynem, takim jak woda lub powietrze.

Rodzaje energii kinetycznej

Wyróżnia się dwa typy:

• Translacyjna energia kinetyczna: dzieje się, gdy obiekt opisuje linię prostą.
• Obrotowa energia kinetyczna: to ta, która pojawia się, gdy obiekt sam się włącza.

Jak obliczana jest energia kinetyczna?

Jeśli chcemy obliczyć wartość tej energii, musimy postępować zgodnie z rozumowaniem opisanym powyżej. Najpierw zaczynamy od znalezienia wykonanej pracy. Należy wykonać pracę, aby przenieść energię kinetyczną na obiekt. Ponadto pracę tę należy pomnożyć przez siłę, biorąc pod uwagę masę przedmiotu, który jest popychany na odległość. Siła musi być równoległa do powierzchni, na której się znajduje, w przeciwnym razie obiekt nie będzie się poruszał.

Wyobraź sobie, że chcesz przesunąć pudełko, ale pchasz się w kierunku ziemi. Pudełko nie będzie w stanie pokonać oporu podłoża i nie będzie się poruszać. Aby się poruszył, musimy przyłożyć pracę i siłę w kierunku równoległym do powierzchni.

Zadzwonimy w pracy W, siła F, masa obiektu m i odległość d.

Praca równa się sile pomnożonej przez odległość. Oznacza to, że wykonana praca jest równa sile przyłożonej do przedmiotu wraz z odległością, jaką pokonuje dzięki tej przyłożonej sile. Definicję siły określa masa i przyspieszenie obiektu. Jeśli obiekt porusza się ze stałą prędkością, oznacza to, że przyłożona siła i siła tarcia mają tę samą wartość. Dlatego są to siły, które są utrzymywane w równowadze.

Siła tarcia i przyspieszenie

Gdy tylko wartość siły przyłożonej do obiektu zmniejszy się, zacznie on zwalniać, aż się zatrzyma. Bardzo prostym przykładem jest samochód. Kiedy jedziemy po autostradzie, asfalcie, błocie itp. Ten, przez który przejeżdżamy, stawia nam opór. Ten opór jest znany jako siła tarcia między kołem a nawierzchnią. Aby samochód zwiększył prędkość, musimy spalać paliwo, aby wytworzyć energię kinetyczną. Dzięki tej energii możesz pokonać tarcie i zacząć się poruszać.

Jeśli jednak poruszamy się samochodem i przestaniemy przyspieszać, to przestaniemy przykładać siłę. Bez żadnej siły działającej na samochód, siła tarcia nie zacznie hamować, dopóki pojazd się nie zatrzyma. Z tego powodu ważne jest, aby dobrze znać siły, które interweniują w systemie, aby wiedzieć, w jakim kierunku będzie podążał obiekt.

Wzór na energię kinetyczną

Aby obliczyć energię kinetyczną, istnieje równanie, które wynika z wcześniej zastosowanego rozumowania. Jeśli znamy prędkość początkową i końcową obiektu po przebytej odległości, możemy podstawić przyspieszenie we wzorze.

Dlatego też, gdy na obiekcie wykonywana jest praca netto, jest to ilość, którą nazywamy energią kinetyczną k, zmiany.

Co w tym ciekawego?

Dla fizyków znajomość energii kinetycznej obiektu jest niezbędna do badania jego dynamiki. W kosmosie znajdują się ciała niebieskie, których energia kinetyczna napędzana jest przez Wielki Wybuch, które do dziś są w ruchu. W całym Układzie Słonecznym istnieją interesujące obiekty do zbadania i konieczna jest znajomość ich energii kinetycznej, aby przewidzieć ich trajektorię.

Kiedy analizujemy równanie na energię kinetyczną, widać, że zależy ona od prędkości kwadratu obiektu. Oznacza to, że gdy prędkość się podwoi, jej kinetyka wzrasta czterokrotnie. Jeśli samochód jedzie z prędkością 100 km / h ma cztery razy więcej energii niż taki, który porusza się z prędkością 50 km / h. Dlatego szkody, które mogą powstać w wypadku, są cztery razy silniejsze w jednym wypadku niż w drugim.

Ta energia nie może być wartością ujemną. Zawsze musi być zero lub dodatnie. W przeciwieństwie do tego prędkość może mieć wartość dodatnią lub ujemną w zależności od odniesienia. Ale kiedy używasz prędkości do kwadratu, zawsze otrzymujesz wartość dodatnią.

Przykłady energii kinetycznej

Zobaczmy kilka przykładów energii kinetycznej, aby było to jaśniejsze:

• Kiedy widzimy osobę na hulajnodze, widzimy, że ona doświadcza wzrost zarówno energii potencjalnej podczas poruszania się na wysokości, jak i energii kinetycznej wraz ze wzrostem prędkości. Osoba, która ma większą masę ciała, będzie mogła nabyć większą energię kinetyczną, o ile hulajnoga pozwoli mu jechać szybciej.
• Wazon porcelanowy, który spada na ziemię: Ten rodzaj przykładu jest niezbędny do zrozumienia energii kinetycznej. Energia gromadzi się w twoim ciele, gdy opada i jest w pełni uwalniana, gdy pęka od uderzenia o ziemię. Jest to pierwszy cios, który zaczyna generować energię kinetyczną. Reszta energii kinetycznej jest pozyskiwana przez grawitację Ziemi.
• Uderzenie w piłkę: to przypadek podobny do tego, co dzieje się z wazonem. Piłka w spoczynku znajduje równowagę, a energia kinetyczna zaczyna być uwalniana, gdy ją uderzymy. Im cięższa i większa piłka, tym więcej pracy będzie wymagało jej zatrzymanie lub przemieszczenie.
• Kiedy zrzucimy kamień ze zbocza: podobnie dzieje się z wazonem i kulą. Gdy skała schodzi w dół zbocza, jej energia kinetyczna wzrasta. Energia będzie zależeć od masy i szybkości jej opadania. To z kolei będzie zależeć od nachylenia.
• Kolejka górska: parki rozrywki są kluczem do wyjaśnienia energii kinetycznej. Na kolejce górskiej samochód uzyskuje energię kinetyczną podczas spadania i zwiększa swoją prędkość.

Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom koncepcja i jej zastosowanie stanie się dla Ciebie znacznie jaśniejsze.

Odkryj tę siłownię, która działa na energię kinetyczną:

Podobne artykuł:

Siłownia, która porusza się dzięki energii kinetycznej wytwarzanej przez ludzi i CircuitoEco