Kinetik enerji: türleri, tanımı, formülü ve örnekleri

Elbette enstitüde okudunuz kinetik enerji fizik konusunda. Değilse, muhtemelen bilimsel bir çalışmada veya medyada duymuşsunuzdur. Ve nesnelerin hareketinin incelenmesi için çok önemli bir enerji olarak kabul edilir. Kinetik enerjinin nasıl ölçüldüğü ya da çalıştığı konusunda hala net olmayan insanlar var. Bu yazıda, bu enerjinin fizik dünyasında sahip olduğu tanım ve faydaları gözden geçireceğiz.

Kinetik enerji ile ilgili her şeyi bilmek ister misiniz? Her şeyi öğrenmek için okumaya devam etmelisin 🙂

Kinetik enerjinin tanımı nedir?

Bu enerji türünden bahsederken, elde edilen bir miktar enerjinin elektrik veya buna benzer bir şey ürettiği düşünülür. Kinetik enerji, bir cismin hareket halinde olduğu için sahip olduğu enerjidir. Bir cismi hızlandırmak istediğimizde, ona yerin veya havanın sürtünme kuvvetinin üstesinden gelmesi için belirli bir kuvvet uygulamamız gerekir. Bunu yapmak için, bunun sonucunda cisme enerji aktarıyoruz ve cisim sabit bir hızla hareket edebilecek.

Kinetik enerji denilen transfer edilen enerjidir. Nesneye uygulanan enerji artıyorsa, nesne hızlanacaktır. Ancak, ona enerji uygulamayı bırakırsak, sürtünme kuvveti ile kinetik enerjisi durana kadar azalacaktır. Kinetik enerji kütle ve hıza bağlıdır nesneye ulaşan. Daha az kütleye sahip cisimler hareket etmeye başlamak için daha az çalışmaya ihtiyaç duyar. Ne kadar hızlı giderseniz, vücudunuz o kadar fazla kinetik enerjiye sahip olur.

Bu enerji farklı nesnelere aktarılabilir ve aralarında başka bir tür enerjiye dönüşmek. Örneğin, bir kişi koşuyorsa ve hareketsiz kalan bir başkasıyla çarpışırsa, koşucuda bulunan kinetik enerjinin bir kısmı diğer kişiye aktarılacaktır. Bir hareketin var olması için uygulanması gereken enerji her zaman yerle veya su veya hava gibi başka bir akışkanla sürtünme kuvvetinden daha büyük olmalıdır.

Kinetik enerji türleri

İki tür ayırt edilir:

öteleme kinetik enerjisi: nesne düz bir çizgiyi tanımladığında olan şeydir.
dönme kinetik enerjisi: nesne kendi kendine açıldığında meydana gelendir.

Kinetik enerji nasıl hesaplanır?

Bu enerjinin değerini hesaplamak istiyorsak, yukarıda açıklanan mantığı takip etmeliyiz. İlk önce yapılan işi bularak başlıyoruz. Nesneye kinetik enerjiyi aktarmak için iş yapılması gerekiyor. Ayrıca, bir mesafeye itilen nesnenin kütlesi dikkate alınarak, bu iş bir kuvvetle çarpılmalıdır. Kuvvetin bulunduğu yüzeye paralel olması gerekir, aksi takdirde nesne hareket etmez.

Bir kutuyu hareket ettirmek istediğinizi ama yere doğru ittiğinizi hayal edin. Kutu zeminin direncini yenemeyecek ve hareket etmeyecektir. Onu hareket ettirmek için yüzeye paralel bir yönde iş ve kuvvet uygulamalıyız.

Arayacağız W işinde, F kuvveti, m nesnesinin kütlesi ve d mesafesi.

İş eşittir kuvvet çarpı uzaklık. Yani yapılan iş, uygulanan kuvvet sayesinde nesneye kat ettiği mesafe ile uygulanan kuvvete eşittir. Kuvvetin tanımı nesnenin kütlesi ve ivmesi ile verilir. Nesne sabit bir hızda hareket ediyorsa, bu, uygulanan kuvvet ile sürtünme kuvvetinin aynı değere sahip olduğu anlamına gelir. Bu nedenle dengede tutulan kuvvetlerdir.

Sürtünme kuvveti ve ivme

Nesneye uygulanan kuvvetin değeri azalır azalmaz, durana kadar yavaşlamaya başlayacaktır. Çok basit bir örnek arabadır. Bir otoyolda, asfaltta, toprakta vb. Araç kullanırken Geçtiğimiz kişi bize direnç gösteriyor. Bu direnç sürtünme kuvveti olarak bilinir tekerlek ve yüzey arasında. Arabanın hızını artırması için kinetik enerji üretmek üzere yakıt yakmalıyız. Bu enerji ile sürtünmenin üstesinden gelebilir ve hareket etmeye başlayabilirsiniz.

Ancak, araba ile hareket ediyorsak ve hızlanmayı bırakırsak, bir kuvvet uygulamayı durdurmuş olacağız. Araç üzerinde herhangi bir kuvvet olmaksızın, araç durana kadar sürtünme kuvveti fren yapmaya başlamayacaktır. Bu nedenle nesnenin hangi yöne gideceğini bilmek için bir sisteme müdahale eden kuvvetleri iyi bilmek önemlidir.

Kinetik enerji formülü

Kinetik enerjiyi hesaplamak için daha önce kullanılan muhakemeden ortaya çıkan bir denklem vardır. Katedilen bir mesafeden sonra nesnenin ilk ve son hızını bilirsek, formüldeki ivmeyi değiştirebiliriz.

Bu nedenle, bir nesne üzerinde net miktarda iş yapıldığında, kinetik enerji dediğimiz miktar değişiklikler.

Bununla ilgili ilginç olan ne?

Fizikçiler için, bir nesnenin kinetik enerjisini bilmek, dinamiklerini incelemek için çok önemlidir. Uzayda Büyük Patlama tarafından yönlendirilen kinetik enerjiye sahip ve bugüne kadar hala hareket halinde olan gök cisimleri var. Güneş Sistemi boyunca incelenecek ilginç nesneler vardır ve yörüngelerini tahmin etmek için kinetik enerjilerini bilmek gerekir.

Kinetik enerji için denklemi analiz ettiğimizde, bunun nesnenin hızının karesine bağlı olduğu görülebilir. Bu, hız iki katına çıktığında kinetiğinin dört katına çıktığı anlamına gelir. Bir araba 100km / s hızla giderse dört kat daha fazla enerjiye sahiptir 50 km / s hızla giden olandan. Bu nedenle, bir kazada görülebilecek hasar, bir kazada diğerine göre dört kat daha güçlüdür.

Bu enerji negatif bir değer olamaz. Her zaman sıfır veya pozitif olmalıdır. Bunun aksine, referansa bağlı olarak hızın pozitif veya negatif bir değeri olabilir. Ancak hızın karesini kullandığınızda, her zaman pozitif bir değer elde edersiniz.

Kinetik enerji örnekleri

Daha açık hale getirmek için bazı kinetik enerji örnekleri görelim:

Bir scooter üzerinde bir kişi gördüğümüzde, onların deneyimlediğini görüyoruz. hem yükseklikte hareket ederken potansiyel enerjide hem de artan hızla kinetik enerjide bir artış. Daha fazla vücut ağırlığına sahip bir kişi, scooter daha hızlı gitmesine izin verdiği sürece daha fazla kinetik enerji elde edebilecektir.
Yere düşen bir porselen vazo: Bu tür bir örnek, kinetik enerjiyi anlamak için gereklidir. Enerji aşağı inerken vücudunuzda birikir ve yere çarptığında kırıldığında tamamen serbest bırakılır. Kinetik enerji üretmeye başlayan ilk darbedir. Kinetik enerjinin geri kalanı Dünya'nın yerçekimi tarafından elde edilir.
Bir topa vuruş: vazoda olanlara benzer bir durum. Duran top dengeyi bulur ve ona çarptığımızda kinetik enerji salınmaya başlar. Top ne kadar ağır ve büyük olursa, onu durdurmak veya hareket ettirmek için o kadar fazla iş gerekir.
Yokuştan aşağı bir taş attığımız zaman: vazo ve topla benzer şekilde olur. Kaya yamaçtan aşağı indikçe kinetik enerjisi artar. Enerji, kütleye ve düşüş hızına bağlı olacaktır. Bu da eğime bağlı olacaktır.
Bir hız treni arabası: eğlence parkları kinetik enerjiyi açıklamanın anahtarıdır. Bir roller coaster'da, araba düşerken kinetik enerji elde eder ve hızını arttırır.

Umarım bu bilgilerle konsept ve kullanımı sizin için çok daha net olacaktır.

Kinetik enerjiyle çalışan bu spor salonunu keşfedin: