Động năng

Chắc chắn bạn đã từng học ở viện động năng trong môn vật lý. Nếu không, bạn có thể đã nghe nói về nó trong một nghiên cứu khoa học hoặc trên các phương tiện truyền thông. Và nó được coi là một năng lượng rất quan trọng cho việc nghiên cứu chuyển động của các vật thể. Có những người vẫn chưa hiểu rõ về ý tưởng của động năng hoặc cách nó được đo hoặc hoạt động. Trong bài này, chúng ta sẽ xem xét định nghĩa và các tiện ích mà năng lượng này có trong thế giới vật lý.

Bạn có muốn biết mọi thứ liên quan đến động năng? Bạn chỉ cần tiếp tục đọc để tìm hiểu mọi thứ 🙂

Định nghĩa của kinetic là gì?

Khi nói về loại năng lượng này, người ta nghĩ rằng một số năng lượng thu được để tạo ra điện hoặc một cái gì đó tương tự. Động năng là năng lượng mà một vật có được do nó chuyển động. Khi chúng ta muốn tăng tốc một vật, chúng ta phải tác dụng một lực nhất định vào nó để nó thắng lực ma sát của mặt đất hoặc không khí. Để làm được điều này, do đó, chúng ta đang truyền năng lượng cho vật thể và nó sẽ có thể chuyển động với tốc độ không đổi.

Đó là năng lượng được truyền được gọi là động năng. Nếu năng lượng tác dụng vào vật ngày càng tăng thì vật sẽ tăng tốc. Tuy nhiên, nếu chúng ta ngừng tác dụng năng lượng lên nó, với lực ma sát thì động năng của nó sẽ giảm cho đến khi dừng lại. Động năng phụ thuộc vào khối lượng và tốc độ mà đến được đối tượng. Các cơ thể có khối lượng nhỏ hơn cần ít công việc hơn để bắt đầu di chuyển. Càng đi nhanh, cơ thể bạn càng có nhiều động năng.

Năng lượng này có thể được chuyển sang các đối tượng khác nhau và giữa chúng để chuyển hóa thành một dạng năng lượng khác. Ví dụ, nếu một người đang chạy và va chạm với người khác đang đứng yên, một phần động năng của người chạy sẽ được truyền cho người kia. Năng lượng tác dụng để một chuyển động tồn tại phải luôn lớn hơn lực ma sát với mặt đất hoặc một chất lưu khác như nước hoặc không khí.

Các dạng động năng

Hai loại được phân biệt:

• Động năng tịnh tiến: là điều xảy ra khi đối tượng mô tả một đường thẳng.
• Động năng quay: là hiện tượng xảy ra khi đối tượng tự bật lên.

Động năng được tính như thế nào?

Nếu chúng ta muốn tính giá trị của năng lượng này, chúng ta phải làm theo lý luận được mô tả ở trên. Đầu tiên, chúng ta bắt đầu bằng việc tìm kiếm công việc đã hoàn thành. Cần thực hiện công để truyền động năng cho vật. Ngoài ra, công đó phải được nhân với một lực, coi như khối lượng của vật bị đẩy trên một quãng đường. Lực phải song song với bề mặt tại đó, nếu không vật sẽ không chuyển động.

Hãy tưởng tượng rằng bạn muốn di chuyển một chiếc hộp, nhưng bạn lại đẩy về phía mặt đất. Hộp sẽ không thể vượt qua lực cản của mặt đất và sẽ không chuyển động. Để làm cho nó chuyển động, chúng ta phải tác dụng lực và lực theo phương song song với bề mặt.

Chúng tôi sẽ gọi tại công W, lực F, khối lượng của vật m và quãng đường d.

Công bằng lực nhân với khoảng cách. Tức là công thực hiện được bằng lực tác dụng lên vật với quãng đường vật đi được nhờ lực tác dụng đó. Định nghĩa của lực được cho bởi khối lượng và gia tốc của vật. Nếu vật đang chuyển động với vận tốc không đổi, nghĩa là lực tác dụng và lực ma sát có cùng giá trị. Do đó, chúng là những lực được giữ ở trạng thái cân bằng.

Lực ma sát và gia tốc

Ngay sau khi giá trị của lực tác dụng vào vật giảm dần, nó sẽ bắt đầu chuyển động chậm dần đều cho đến khi dừng lại. Một ví dụ rất đơn giản là chiếc xe hơi. Khi chúng ta đang lái xe trên đường cao tốc, đường nhựa, bùn đất, v.v. Con đường mà chúng tôi lái qua cung cấp cho chúng tôi sự phản kháng. Kháng cự này là được gọi là lực ma sát giữa bánh xe và bề mặt. Để ô tô tăng vận tốc, ta phải đốt cháy nhiên liệu để sinh ra động năng. Với năng lượng này, bạn có thể vượt qua ma sát và bắt đầu di chuyển.

Tuy nhiên, nếu chúng ta đang di chuyển cùng xe và chúng ta ngừng tăng tốc, chúng ta sẽ ngừng tác dụng một lực. Nếu không có bất kỳ lực nào tác dụng lên ô tô, lực ma sát sẽ không bắt đầu hãm phanh cho đến khi ô tô dừng lại. Vì lý do này, điều quan trọng là phải biết rõ các lực can thiệp vào một hệ thống để biết đối tượng sẽ đi theo hướng nào.

Công thức động năng

Để tính toán động năng, có một phương trình xuất hiện từ lý luận được sử dụng trước đó. Nếu biết vận tốc đầu và vận tốc cuối của vật sau một quãng đường đi được, ta có thể thay gia tốc vào công thức.

Do đó, khi thực hiện một lượng thuần công lên một vật thì lượng mà chúng ta gọi là động năng k, những thay đổi.

Có gì thú vị về nó?

Đối với các nhà vật lý, biết động năng của một vật là điều cần thiết để nghiên cứu động học của nó. Có những thiên thể trong không gian có động năng do Vụ nổ lớn gây ra mà cho đến ngày nay vẫn đang chuyển động. Trong toàn bộ Hệ Mặt trời có những vật thể thú vị để nghiên cứu và cần biết động năng của chúng để dự đoán quỹ đạo của chúng.

Khi chúng ta phân tích phương trình động năng có thể thấy rằng nó phụ thuộc vào bình phương vận tốc của vật. Điều này có nghĩa là khi tốc độ tăng gấp đôi, động năng của nó tăng gấp bốn lần. Nếu ô tô đi với vận tốc 100km / h có năng lượng gấp bốn lần hơn một chiếc đi với vận tốc 50km / h. Do đó, thiệt hại có thể xảy ra trong một vụ tai nạn mạnh hơn bốn lần so với một vụ tai nạn khác.

Năng lượng này không thể là một giá trị âm. Nó luôn phải bằng XNUMX hoặc dương. Không giống như nó, tốc độ có thể có giá trị dương hoặc âm tùy thuộc vào tham chiếu. Nhưng khi sử dụng bình phương vận tốc, bạn luôn nhận được giá trị dương.

Ví dụ về động năng

Hãy xem một số ví dụ về động năng để làm rõ hơn:

• Khi chúng ta nhìn thấy một người đi xe tay ga, chúng ta sẽ thấy rằng họ trải nghiệm thế năng tăng lên khi chuyển động theo độ cao và động năng khi tăng vận tốc.. Một người có trọng lượng cơ thể lớn hơn sẽ có thể thu được động năng lớn hơn miễn là chiếc xe tay ga cho phép anh ta đi nhanh hơn.
• Bình sứ rơi xuống đất: Loại ví dụ này rất quan trọng để hiểu động năng. Năng lượng tích tụ trong cơ thể bạn khi nó đi xuống và được giải phóng hoàn toàn khi nó vỡ ra khi chạm đất. Đó là cú đánh ban đầu bắt đầu tạo ra động năng. Phần còn lại của động năng được thu nhận bởi lực hấp dẫn của Trái đất.
• Một cú đánh vào một quả bóng: là một trường hợp tương tự như những gì xảy ra với cái bình. Quả cầu ở trạng thái nghỉ cân bằng và động năng bắt đầu được giải phóng kể từ khi ta ném trúng nó. Quả bóng càng nặng và lớn thì càng phải mất nhiều công để dừng hoặc di chuyển nó.
• Khi chúng ta ném một viên đá xuống dốc: nó xảy ra theo cách tương tự với cái bình và với quả bóng. Khi hòn đá xuống dốc, động năng của nó tăng lên. Năng lượng sẽ phụ thuộc vào khối lượng và tốc độ rơi của nó. Điều này, đến lượt nó, sẽ phụ thuộc vào độ dốc.
• Tàu lượn siêu tốc: công viên giải trí là chìa khóa để giải thích động năng. Trên một tàu lượn siêu tốc, chiếc xe thu được động năng khi nó rơi và tăng tốc độ của nó.

Tôi hy vọng rằng với những thông tin này, khái niệm và cách sử dụng nó sẽ rõ ràng hơn cho bạn.

Khám phá phòng tập thể dục hoạt động với động năng này:

Bài viết liên quan:

Phòng tập thể dục điều hướng bằng động năng do con người và CircuitoEco tạo ra