Určite ste študovali na ústave Kinetická energia v predmete fyzika. Ak nie, pravdepodobne ste o tom už počuli vo vedeckej štúdii alebo v médiách. A je považovaná za veľmi dôležitú energiu pre štúdium pohybu objektov. Existujú ľudia, ktorým stále nie je jasná predstava o kinetickej energii alebo o tom, ako sa meria alebo funguje. V tomto článku sa budeme zaoberať definíciou a užitočnosťou tejto energie vo svete fyziky.
Chcete vedieť všetko, čo súvisí s kinetickou energiou? Musíte len stále čítať, aby ste sa všetko naučili 🙂
Aká je definícia kinetickej energie?
Keď hovoríme o tomto druhu energie, má sa za to, že určitá energia, ktorá sa získava na výrobu elektriny alebo niečo podobné. Kinetická energia je energia, ktorú má predmet v dôsledku toho, že je v pohybe. Keď chceme predmet zrýchliť, musíme naň pôsobiť určitou silou, aby prekonal treciu silu zeme alebo vzduchu. Aby sme to urobili, v dôsledku toho prenášame energiu na objekt a bude sa môcť pohybovať konštantnou rýchlosťou.
Je to prenesená energia, ktorá sa nazýva kinetická energia. Ak sa energia aplikovaná na objekt zvyšuje, objekt sa zrýchli. Ak na ňu však prestaneme aplikovať energiu, s trecou silou bude jej kinetická energia klesať, až kým sa nezastaví. Kinetická energia závisí od hmotnosti a rýchlosti ktorý sa dostane k objektu. Telá s menšou hmotnosťou potrebujú na zahájenie pohybu menej práce. Čím rýchlejšie idete, tým viac kinetickej energie vaše telo má.
Táto energia možno preniesť do rôznych objektov a medzi nimi transformovať na iný druh energie. Napríklad, ak človek beží a zrazí sa s iným, ktorý bol v pokoji, časť kinetickej energie, ktorá bola v bežcovi, sa prenesie na druhého človeka. Energia, ktorá musí byť použitá na to, aby existoval pohyb, musí byť vždy väčšia ako trecia sila so zemou alebo s inou tekutinou, ako je voda alebo vzduch.
Druhy kinetickej energie
Rozlišujú sa dva typy:
- Translačná kinetická energia: je to, čo sa stane, keď objekt popisuje priamku.
- Rotačná kinetická energia: je to ten, ktorý nastane, keď sa predmet sám otočí.
Ako sa počíta kinetická energia?
Ak chceme vypočítať hodnotu tejto energie, musíme postupovať podľa vyššie popísanej úvahy. Najprv začneme hľadaním vykonanej práce. Je potrebné pracovať na prenose kinetickej energie do objektu. Táto práca musí byť tiež vynásobená silou, berúc do úvahy hmotnosť objektu, ktorý je tlačený na diaľku. Sila musí byť rovnobežná s povrchom, kde je, inak by sa objekt nepohol.
Predstavte si, že chcete posunúť krabicu, ale tlačíte k zemi. Skrinka nebude schopná prekonať odpor zeme a nebude sa pohybovať. Aby sme sa dostali do pohybu, musíme použiť prácu a silu v smere rovnobežnom s povrchom.
Zavoláme pri práci W sila F, hmotnosť objektu m a vzdialenosť d.
Práca sa rovná sile krát vzdialenosť. To znamená, že vykonaná práca sa rovná sile pôsobiacej na objekt so vzdialenosťou, ktorú vďaka tejto použitej sile prejde. Definícia sily je daná hmotnosťou a zrýchlením objektu. Ak sa objekt pohybuje konštantnou rýchlosťou, znamená to, že použitá sila a trecia sila majú rovnakú hodnotu. Preto sú to sily, ktoré sa udržiavajú v rovnováhe.
Trecia sila a zrýchlenie
Len čo sa zníži hodnota sily pôsobiacej na objekt, začne sa spomaľovať, až kým sa nezastaví. Veľmi jednoduchým príkladom je auto. Keď ideme po diaľnici, asfalt, špina atď. Ten, ktorým prechádzame, nám ponúka odpor. Tento odpor je známa ako trecia sila medzi kolesom a povrchom. Aby auto mohlo zvýšiť svoju rýchlosť, musíme na výrobu kinetickej energie spaľovať palivo. S touto energiou môžete prekonať trenie a začať sa hýbať.
Ak sa však pohybujeme s autom a prestaneme akcelerovať, prestaneme pôsobiť silou. Bez akejkoľvek sily pôsobiacej na automobil začne trecia sila brzdiť až po zastavení vozidla. Z tohto dôvodu je dôležité dobre poznať sily, ktoré zasahujú do systému, aby bolo možné zistiť, ktorým smerom sa bude objekt uberať.
Vzorec kinetickej energie
Na výpočet kinetickej energie existuje rovnica, ktorá vyplýva z predtým použitého uvažovania. Ak poznáme počiatočnú a konečnú rýchlosť objektu po prejdenej vzdialenosti, môžeme do vzorca dosadiť zrýchlenie.
Preto keď sa na objekte vykoná čisté množstvo práce, množstvo, ktoré nazývame kinetická energia zmeny.
Čo je na tom zaujímavé?
Pre fyzikov je poznanie kinetickej energie objektu nevyhnutné na štúdium jeho dynamiky. Vo vesmíre existujú nebeské objekty, ktoré majú kinetickú energiu poháňanú Veľkým treskom a ktoré sú dodnes v pohybe. V celej slnečnej sústave existujú zaujímavé objekty, ktoré je potrebné študovať, a na predpovedanie ich dráhy je potrebné poznať ich kinetickú energiu.
Keď analyzujeme rovnicu kinetickej energie, je zrejmé, že závisí od rýchlosti štvorca objektu. To znamená, že keď sa rýchlosť zdvojnásobí, jej kinetika sa zvýši štvornásobne. Ak auto jazdí rýchlosťou 100 km / h má štvornásobok energie než ten, ktorý cestuje rýchlosťou 50 km / h. Preto sú škody, ktoré môžu vzniknúť pri nehode, štyrikrát silnejšie u jednej ako u druhej.
Táto energia nemôže byť záporná hodnota. Vždy musí byť nulová alebo kladná. Na rozdiel od toho môže mať rýchlosť kladnú alebo zápornú hodnotu v závislosti od referencie. Ale pri použití rýchlosti na druhú vždy získate kladnú hodnotu.
Príklady kinetickej energie
Pozrime sa na niekoľko príkladov kinetickej energie, aby sme to objasnili:
- Keď vidíme človeka na skútri, vidíme, že zažíva zvýšenie potenciálnej energie pri pohybe vo výške a kinetickej energie so zvyšujúcou sa rýchlosťou. Osoba, ktorá má väčšiu telesnú hmotnosť, bude schopná získať väčšiu kinetickú energiu, pokiaľ mu skúter umožní rýchlejší chod.
- Porcelánová váza, ktorá padá na zem: Tento typ príkladu je rozhodujúci pre pochopenie kinetickej energie. Pri zostupe sa vo vašom tele hromadí energia, ktorá sa úplne uvoľní, keď sa rozbije o zem. Je to počiatočný úder, ktorý začína generovať kinetickú energiu. Zvyšok kinetickej energie získava gravitácia Zeme.
- Úder do lopty: je prípad podobný tomu, čo sa stane s vázou. Lopta v pokoji nachádza rovnováhu a kinetická energia sa začína uvoľňovať, keď do nej narazíme. Čím je loptička ťažšia a väčšia, tým viac práce bude vyžadovať jej zastavenie alebo presunutie.
- Keď hodíme kameň zo svahu: deje sa to podobne s vázou a s loptou. Keď skala klesá zo svahu, zvyšuje sa jej kinetická energia. Energia bude závisieť od hmotnosti a rýchlosti jej pádu. To zase bude závisieť od sklonu.
- Horská dráha: zábavné parky sú kľúčom k vysvetleniu kinetickej energie. Na horskej dráhe získava auto pri páde kinetickú energiu a zvyšuje svoju rýchlosť.
Dúfam, že s týmito informáciami vám bude koncept a ich použitie oveľa jasnejšie.
Objavte túto telocvičňu, ktorá pracuje s kinetickou energiou:
Vôbec mi to nepomohlo, jediné, čo som chcel, bolo vedieť vypočítať kinetickú energiu, všetko, čo text hovoril, už viem