Energie kinetică

Cu siguranță ați studiat la institut energie kinetică la disciplina fizică. Dacă nu, probabil ați auzit de asta într-un studiu științific sau în mass-media. Și este considerată o energie foarte importantă pentru studiul mișcării obiectelor. Există oameni care încă nu sunt clari cu privire la ideea energiei cinetice sau la modul în care este măsurată sau funcționează. În acest articol vom analiza definiția și utilitățile pe care le are această energie în lumea fizicii.

Vrei să știi tot ce ține de energia cinetică? Trebuie doar să continuați să citiți pentru a învăța totul 🙂

Care este definiția energiei cinetice?

Când se vorbește despre acest tip de energie, se crede că energia obținută pentru a genera electricitate sau ceva de genul acesta. Energia cinetică este energia pe care o are un obiect datorită faptului că este în mișcare. Când vrem să accelerăm un obiect, trebuie să îi aplicăm o anumită forță, astfel încât să depășească forța de frecare a solului sau a aerului. Pentru a face acest lucru, ca urmare a acestui fapt, transferăm energie către obiect și acesta se va putea deplasa cu o viteză constantă.

Este acea energie transferată care se numește energie cinetică. Dacă energia aplicată obiectului crește, obiectul va accelera. Cu toate acestea, dacă încetăm să îi aplicăm energie, energia cinetică a acesteia va scădea odată cu forța de frecare până când se oprește. Energia cinetică depinde de masă și viteză care ajunge la obiect. Corpurile cu masă mai mică au nevoie de mai puțină muncă pentru a începe să se miște. Cu cât mergi mai repede, cu atât mai multă energie cinetică are corpul tău.

Această energie pot fi transferate la diferite obiecte iar între ele să se transforme într-un alt tip de energie. De exemplu, dacă o persoană aleargă și se ciocnește cu o altă persoană care se afla în repaus, o parte din energia cinetică care se afla în alergător va fi transmisă celeilalte persoane. Energia care trebuie aplicată pentru ca o mișcare să existe trebuie să fie întotdeauna mai mare decât forța de frecare cu solul sau cu un alt fluid, cum ar fi apa sau aerul.

Tipuri de energie cinetică

Se disting două tipuri:

• Energia cinetică translațională: este ceea ce se întâmplă atunci când obiectul descrie o linie dreaptă.
• Energia cinetică de rotație: este cel care apare atunci când obiectul se întoarce asupra sa.

Cum se calculează energia cinetică?

Dacă vrem să calculăm valoarea acestei energii, trebuie să urmăm raționamentul descris mai sus. În primul rând, începem prin a găsi lucrarea făcută. Trebuie să se lucreze pentru a transfera energia cinetică către obiect. De asemenea, acea lucrare trebuie înmulțită cu o forță, având în vedere masa obiectului care este împins pe o distanță. Forța trebuie să fie paralelă cu suprafața unde se află, altfel obiectul nu s-ar mișca.

Imaginați-vă că doriți să mutați o cutie, dar împingeți spre pământ. Cutia nu va putea depăși rezistența solului și nu se va mișca. Pentru a-l mișca, trebuie să aplicăm munca și forța într-o direcție paralelă cu suprafața.

Vom suna la locul de muncă W, forța F, masa obiectului m și distanța d.

Munca este egală cu forța și distanța. Adică, munca efectuată este egală cu forța aplicată obiectului cu distanța pe care o parcurge grație acelei forțe aplicate. Definiția forței este dată de masă și de accelerația obiectului. Dacă obiectul se mișcă la o viteză constantă, înseamnă că forța aplicată și forța de frecare au aceeași valoare. Prin urmare, acestea sunt forțe care sunt menținute în echilibru.

Forța de frecare și accelerația

De îndată ce valoarea forței aplicate obiectului scade, acesta va începe să încetinească până se oprește. Un exemplu foarte simplu este mașina. Când conducem pe o autostradă, asfalt, murdărie etc. Cel prin care ne conducem ne oferă rezistență. Această rezistență este cunoscută sub numele de forță de frecare între roată și suprafață. Pentru ca mașina să-și mărească viteza, trebuie să ardem combustibil pentru a genera energie cinetică. Cu această energie puteți depăși fricțiunea și puteți începe să vă mișcați.

Cu toate acestea, dacă ne deplasăm cu mașina și nu mai accelerăm, vom înceta să mai aplicăm o forță. Fără nici o forță asupra mașinii, forța de frecare nu va începe să frâneze până când vehiculul se oprește. Din acest motiv, este important să cunoaștem bine forțele care intervin într-un sistem pentru a ști ce direcție va lua obiectul.

Formula energiei cinetice

Pentru a calcula energia cinetică există o ecuație care apare din raționamentul folosit anterior. Dacă cunoaștem viteza inițială și finală a obiectului după o distanță parcursă, putem înlocui accelerația din formulă.

Prin urmare, atunci când se realizează o cantitate netă de lucru pe un obiect, cantitatea pe care o numim energie cinetică k, schimbări.

Ce este interesant la asta?

Pentru fizicieni, cunoașterea energiei cinetice a unui obiect este esențială pentru studierea dinamicii acestuia. Există obiecte cerești în spațiu care au o energie cinetică condusă de Big Bang care, până în prezent, sunt încă în mișcare. În întregul sistem solar există obiecte interesante de studiat și este necesar să le cunoaștem energia cinetică pentru a le prezice traiectoria.

Când analizăm ecuația pentru energia cinetică, se poate vedea că depinde de viteza obiectului pătrat. Aceasta înseamnă că, atunci când viteza se dublează, cinetica sa este de patru ori. Dacă o mașină circulă cu 100 km / h are de patru ori energia decât unul care călătorește cu 50 km / h. Prin urmare, pagubele care pot fi suferite într-un accident sunt de patru ori mai puternice într-una decât în ​​alta.

Această energie nu poate fi o valoare negativă. Întotdeauna trebuie să fie zero sau pozitiv. Spre deosebire de aceasta, viteza poate avea o valoare pozitivă sau negativă în funcție de referință. Dar când utilizați viteza pătrată, obțineți întotdeauna o valoare pozitivă.

Exemple de energie cinetică

Să vedem câteva exemple de energie cinetică pentru a o face mai clară:

• Când vedem o persoană pe un scuter vedem că experimentează o creștere atât a energiei potențiale atunci când se deplasează în înălțime, cât și a energiei cinetice cu viteza crescândă. O persoană care are o greutate corporală mai mare va putea dobândi o energie cinetică mai mare atâta timp cât scuterul îi permite să meargă mai repede.
• O vază de porțelan care cade la pământ: Acest tip de exemplu este esențial pentru înțelegerea energiei cinetice. Energia se acumulează în corpul tău pe măsură ce coboară și este eliberată complet atunci când se rupe de lovirea solului. Este lovitura inițială care începe să genereze energie cinetică. Restul energiei cinetice este dobândită de gravitația Pământului.
• O lovitură la o minge: este un caz similar cu ceea ce se întâmplă cu vaza. Mingea în repaus găsește echilibrul și energia cinetică începe să fie eliberată de când o lovim. Cu cât mingea este mai grea și mai mare, cu atât va fi nevoie de mai multă muncă pentru ao opri sau a o mișca.
• Când aruncăm o piatră pe o pantă: se întâmplă în mod similar cu vaza și cu mingea. Pe măsură ce roca coboară în pantă, energia sa cinetică crește. Energia va depinde de masă și de viteza de cădere a acesteia. Acest lucru, la rândul său, va depinde de pantă.
• O mașină cu role: parcurile de distracții sunt cheia explicării energiei cinetice. Pe un roller coaster, mașina câștigă energie cinetică pe măsură ce cade și își mărește viteza.

Sper că, cu aceste informații, conceptul și utilizarea lor vă vor fi mult mai clare.

Descoperiți această sală de sport care funcționează cu energie cinetică:

Articol asociat:

Sala de sport care navighează cu energia cinetică generată de oameni și de CircuitoEco