แน่นอนคุณได้เรียนที่สถาบัน พลังงานจลน์ ในวิชาฟิสิกส์ ถ้าไม่เป็นเช่นนั้นคุณอาจเคยได้ยินเรื่องนี้จากการศึกษาทางวิทยาศาสตร์หรือในสื่อต่างๆ และถือเป็นพลังงานที่สำคัญมากสำหรับการศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุ มีหลายคนที่ยังไม่ชัดเจนเกี่ยวกับความคิดของพลังงานจลน์หรือวิธีการวัดหรือทำงาน ในบทความนี้เราจะทบทวนนิยามและอรรถประโยชน์ของพลังงานนี้ในโลกแห่งฟิสิกส์
คุณต้องการทราบทุกสิ่งที่เกี่ยวข้องกับพลังงานจลน์หรือไม่? คุณต้องอ่านต่อไปเพื่อเรียนรู้ทุกอย่าง🙂
นิยามของพลังงานจลน์คืออะไร?
เมื่อพูดถึงพลังงานประเภทนี้ คิดว่าเป็นพลังงานบางอย่างที่ได้รับมาเพื่อผลิตไฟฟ้าหรืออะไรทำนองนั้น พลังงานจลน์คือพลังงานที่วัตถุมีเนื่องจากเคลื่อนที่ เมื่อเราต้องการเร่งวัตถุ เราต้องใช้แรงบางอย่างกับวัตถุเพื่อเอาชนะแรงเสียดทานของพื้นหรืออากาศ การทำเช่นนี้เป็นผลจากการถ่ายโอนพลังงานไปยังวัตถุและสามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ได้
มันคือการถ่ายโอนพลังงานที่เรียกว่าพลังงานจลน์ ถ้าพลังงานที่ใช้กับวัตถุมีมากขึ้นวัตถุจะเร่งความเร็ว อย่างไรก็ตามหากเราหยุดใช้พลังงานกับมันด้วยแรงเสียดทานพลังงานจลน์ของมันจะลดลงจนหยุด พลังงานจลน์ขึ้นอยู่กับมวลและความเร็ว ที่มาถึงวัตถุ ร่างกายที่มีมวลน้อยต้องการการเคลื่อนไหวน้อยลงเพื่อเริ่มเคลื่อนไหว ยิ่งคุณไปเร็วเท่าไหร่ร่างกายของคุณก็จะมีพลังงานจลน์มากขึ้นเท่านั้น
พลังงานนี้ สามารถถ่ายโอนไปยังวัตถุต่างๆได้ และระหว่างนั้นจะเปลี่ยนเป็นพลังงานประเภทอื่น ตัวอย่างเช่นถ้าคนกำลังวิ่งและชนกับคนอื่นที่กำลังพักผ่อนอยู่ส่วนหนึ่งของพลังงานจลน์ที่อยู่ในตัวนักวิ่งจะถูกส่งต่อไปยังบุคคลอื่น พลังงานที่ต้องใช้เพื่อให้การเคลื่อนที่มีอยู่จะต้องมากกว่าแรงเสียดทานกับพื้นดินหรือของไหลอื่น ๆ เช่นน้ำหรืออากาศเสมอ
ประเภทพลังงานจลน์
สองประเภทมีความโดดเด่น:
- พลังงานจลน์แปล: คือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุอธิบายเส้นตรง
- พลังงานจลน์ในการหมุน: คือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุเปิดขึ้นเอง
พลังงานจลน์คำนวณอย่างไร?
หากเราต้องการคำนวณค่าของพลังงานนี้เราต้องทำตามเหตุผลที่อธิบายไว้ข้างต้น ขั้นแรกเราเริ่มต้นด้วยการหางานที่ทำ ต้องทำงานเพื่อถ่ายโอนพลังงานจลน์ไปยังวัตถุ นอกจากนี้งานนั้นจะต้องคูณด้วยแรงโดยพิจารณาจากมวลของวัตถุที่ถูกผลักในระยะไกล แรงจะต้องขนานกับพื้นผิวที่มันอยู่มิฉะนั้นวัตถุจะไม่เคลื่อนที่
ลองนึกภาพว่าคุณต้องการย้ายกล่อง แต่ดันลงไปที่พื้น กล่องจะไม่สามารถเอาชนะความต้านทานของพื้นดินได้และจะไม่เคลื่อนที่ เพื่อให้มันเคลื่อนที่เราต้องใช้งานและแรงในทิศทางที่ขนานกับพื้นผิว
เราจะโทร ในที่ทำงาน W แรง F มวลของวัตถุ m และระยะทาง d
งานเท่ากับกำลังคูณระยะทาง นั่นคืองานที่ทำจะมีค่าเท่ากับแรงที่กระทำกับวัตถุกับระยะทางที่เคลื่อนที่ด้วยแรงกระทำนั้น ความหมายของแรงกำหนดโดยมวลและความเร่งของวัตถุ ถ้าวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่แสดงว่าแรงที่กระทำและแรงเสียดทานมีค่าเท่ากัน ดังนั้นจึงเป็นกองกำลังที่รักษาสมดุล
แรงเสียดทานและความเร่ง
ทันทีที่ค่าของแรงที่กระทำต่อวัตถุลดลงมันจะเริ่มช้าลงจนหยุด ตัวอย่างที่ง่ายมากคือรถยนต์ เมื่อเราขับรถบนทางหลวงยางมะตอยดิน ฯลฯ สิ่งที่เราขับผ่านทำให้เรามีความต้านทาน ความต้านทานนี้คือ เรียกว่าแรงเสียดทาน ระหว่างล้อกับพื้นผิว เพื่อให้รถเพิ่มความเร็วเราต้องเผาไหม้เชื้อเพลิงเพื่อสร้างพลังงานจลน์ ด้วยพลังงานนี้คุณสามารถเอาชนะแรงเสียดทานและเริ่มเคลื่อนไหวได้
อย่างไรก็ตามหากเราเคลื่อนที่ไปพร้อมกับรถและเราหยุดเร่งความเร็วเราจะหยุดใช้แรง หากไม่มีแรงใด ๆ กับรถแรงเสียดทานจะไม่เริ่มเบรกจนกว่ารถจะหยุด ด้วยเหตุนี้จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบถึงแรงที่เข้ามาแทรกแซงในระบบเพื่อให้ทราบว่าวัตถุจะไปในทิศทางใด
สูตรพลังงานจลน์
ในการคำนวณพลังงานจลน์มีสมการที่เกิดจากการใช้เหตุผลก่อนหน้านี้ ถ้าเราทราบความเร็วเริ่มต้นและความเร็วสุดท้ายของวัตถุหลังจากระยะทางเดินทางเราสามารถแทนที่ความเร่งในสูตรได้
ดังนั้นเมื่อมีการทำงานสุทธิบนวัตถุจำนวนที่เราเรียกว่าพลังงานจลน์ การเปลี่ยนแปลง
มีอะไรน่าสนใจบ้าง?
สำหรับนักฟิสิกส์การรู้พลังงานจลน์ของวัตถุเป็นสิ่งสำคัญในการศึกษาพลวัตของมัน มีวัตถุท้องฟ้าในอวกาศที่มีพลังงานจลน์ขับเคลื่อนโดยบิ๊กแบงซึ่งจนถึงทุกวันนี้ยังคงเคลื่อนไหวอยู่ ทั่วทั้งระบบสุริยะมีวัตถุที่น่าสนใจให้ศึกษาและจำเป็นต้องรู้พลังงานจลน์เพื่อทำนายวิถีของพวกมัน
เมื่อเราวิเคราะห์สมการของพลังงานจลน์จะเห็นได้ว่ามันขึ้นอยู่กับความเร็วของวัตถุกำลังสอง ซึ่งหมายความว่าเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าจลนศาสตร์ของมันจะเพิ่มเป็นสี่เท่า หากรถยนต์เดินทางด้วยความเร็ว 100 กม. / ชม มีพลังงานสี่เท่า มากกว่าหนึ่งที่เดินทางด้วยความเร็ว 50 กม. / ชม. ดังนั้นความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นจากอุบัติเหตุจึงรุนแรงกว่าครั้งหนึ่งถึงสี่เท่า
พลังงานนี้ไม่สามารถเป็นค่าลบได้ มันจะต้องเป็นศูนย์หรือบวกเสมอ ความเร็วอาจมีค่าบวกหรือลบขึ้นอยู่กับข้อมูลอ้างอิง แต่เมื่อใช้ความเร็วกำลังสองคุณจะได้ค่าบวกเสมอ
ตัวอย่างพลังงานจลน์
มาดูตัวอย่างของพลังงานจลน์เพื่อให้ชัดเจนยิ่งขึ้น:
- เวลาเจอคนขี่สกู๊ดเตอร์ เราเห็นประสบการณ์ การเพิ่มขึ้นของทั้งพลังงานศักย์เมื่อเคลื่อนที่ในที่สูงและพลังงานจลน์เมื่อเพิ่มความเร็ว. ผู้ที่มีน้ำหนักตัวมากกว่าจะสามารถได้รับพลังงานจลน์มากขึ้น ตราบใดที่สกู๊ตเตอร์ช่วยให้เขาวิ่งได้เร็วขึ้น
- แจกันกระเบื้องที่ตกลงสู่พื้น: ตัวอย่างประเภทนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจพลังงานจลน์ พลังงานสร้างขึ้นในร่างกายของคุณในขณะที่มันลงมาและจะถูกปลดปล่อยออกมาอย่างสมบูรณ์เมื่อมันแตกสลายเมื่อตกลงสู่พื้น เป็นการระเบิดครั้งแรกที่เริ่มสร้างพลังงานจลน์ พลังงานจลน์ที่เหลือได้มาโดยแรงโน้มถ่วงของโลก
- เตะบอล: เป็นเคสที่คล้ายกับสิ่งที่เกิดขึ้นกับแจกัน ลูกบอลที่อยู่นิ่งจะพบสมดุลและพลังงานจลน์เริ่มปล่อยออกมาเมื่อเราตีมัน ยิ่งลูกใหญ่และหนักมากเท่าไร ก็ยิ่งต้องทำงานมากเท่านั้นในการหยุดหรือเคลื่อนย้าย
- เมื่อเราขว้างก้อนหินลงทางลาด: มันเกิดขึ้นในลักษณะเดียวกันกับแจกันและกับลูกบอล เมื่อหินเคลื่อนลงมาตามทางลาด พลังงานจลน์จะเพิ่มขึ้น พลังงานจะขึ้นอยู่กับมวลและความเร็วของการตก ในทางกลับกันจะขึ้นอยู่กับความชัน
- รถโรลเลอร์โคสเตอร์: สวนสนุกเป็นกุญแจสำคัญในการอธิบายพลังงานจลน์ บนรถไฟเหาะ รถยนต์จะได้รับพลังงานจลน์เมื่อตกลงมาและเพิ่มความเร็ว
ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้แนวคิดและการนำไปใช้จะชัดเจนมากขึ้นสำหรับคุณ
ค้นพบห้องออกกำลังกายที่ทำงานโดยใช้พลังงานจลน์:
มันไม่ได้ช่วยฉันเลยสิ่งที่ฉันต้องการคือรู้วิธีคำนวณพลังงานจลน์ทุกอย่างที่ข้อความนั้นฉันรู้อยู่แล้ว