Energiacinetica è la forma di energia che ogni corpo ha a causa del suo movimento, in altre parole, è la forma di energia associata avelocità di un corpo. Quando applichiamo una forza netta diversa da zero su un corpo, stiamo lavorando su di esso, quindi acquisisce energia cinetica all'aumentare della sua velocità.
L'energia cinetica non dipende esclusivamente dalla velocità di un corpo ma anche dalla sua pasta. Qualsiasi tipo di corpo in movimento è dotato di questo tipo di energia: traduzione,rotazione,vibrazione e altri. L'energia cinetica può essere calcolata con la seguente formula:
EÇ - energia cinetica (J)
m - massa corporea (kg)
v - velocità (m/s)
Vedi anche: Leggi di Newton e loro applicazioni their
cos'è l'energia cinetica?
IL energiacinetica è una modalità di energia presente in tutto corpi in movimento. Secondo SI, la tua unità di misura è il joule. Inoltre, questa energia è a grandezzascalata che presenta esclusivamente valori positivi.
IL L'energia cinetica è proporzionale al quadrato della velocità del corpo.
Quindi, se la velocità di un corpo raddoppia, la sua energia cinetica aumenterà di quattro volte, se la velocità di un corpo triplica, allora questo aumento sarà di nove volte.Non fermarti ora... C'è dell'altro dopo la pubblicità ;)
Teorema di lavoro ed energia cinetica
Il teorema del lavoro e dell'energia cinetica afferma che il il lavoro compiuto su un corpo o particella è equivalente alla variazione della sua energia cinetica. Questo teorema può essere descritto utilizzando la seguente equazione:
τ - lavoro (J)
EÇ - variazione di energia cinetica (J)
EÇF ed èÇ0 - energia cinetica finale e iniziale (J)
m - massa (kg)
vF e v0 - velocità finale e iniziale (m/s)
Comprendi meglio questo teorema: il lavoro è il trasferimentonelenergia, quindi, quando spingiamo un carrello della spesa, ad esempio, trasferiamo parte della nostra energia su di esso. Questa energia trasferita si trasforma in movimento, una volta che il carrello acquisisce velocità.
In breve, questo è ciò che dice il teorema del lavoro e dell'energia cinetica:
Il trasferimento di energia a un sistema, attraverso l'applicazione di una forza, è chiamato lavoro, che a sua volta equivale a modificare l'energia cinetica di quel sistema.
Perdita di energia cinetica
IL energiacinetica di un corpo può essere diminuito in due casi: quando è immagazzinato sotto forma di energia potenziale, elastico o gravitazionale, per esempio; o quando c'è forzedissipativo in grado di trasformarlo in altre forme di energia, come fa il forza di attrito, che trasforma l'energia cinetica in energia termica. Pertanto, a meno che non vi siano forze dissipative, l'energia cinetica del corpo può sempre tornare al suo modulo iniziale, poiché in tal caso verrà convertita in energia potenziale senza alcuna perdita.
Nel contesto della dinamica, c'è una quantità importante chiamata energia meccanica. Questo misura tutta l'energia relativa al movimento che viene eseguito da un corpo ed è calcolata dal somma di energia cinetica con energia potenziale, qualunque sia questa somma.
NOI sistemi conservativi, dove non ci sono forze come l'attrito, le energie cinetica e potenziale sono intercambiabili. Quando ci sono addizioni a uno dei due, l'altro diminuisce di conseguenza, in modo che la loro somma sia sempre costante.
Tuttavia, in sistemi dissipativi, in cui vi sono forze applicate alla resistenza dell'aria, l'energia cinetica e l'energia potenziale possono essere ridotte. La differenza di energia in questo caso è l'energia che viene assorbita sotto forma di calore, vibrazioni, onde sonore, ecc. Un semplice esempio di questo tipo di situazione è cosa succede quando attiviamo il freni del veicolo, in questo caso, stiamo applicando una forza dissipativa sulle sue ruote, che hanno la loro energia cinetica convertita in energia termica.
Deduzione della formula dell'energia cinetica
È possibile dedurre l'espressione dell'energia cinetica attraverso il Equazione Torricellicelli, una delle equazioni cinematiche che non utilizzano il tempo (t) come una delle sue variabili. Inizialmente è necessario isolare la variabile di accelerazione, verificare:
Quindi useremo il 2a legge di Newton, noto come il principio fondamentale della dinamica. Questa legge afferma che la forza netta su un corpo è uguale al prodotto della sua massa e accelerazione:
Infine, utilizzeremo la definizione di lavoro, che afferma che questo può essere calcolato attraverso il prodotto di forza e distanza:
Vedi anche: Energia potenziale: conosci le diverse forme e a cosa servono
Energia cinetica di atomi e altre particelle
IL energiacinetica è una misura di grande importanza per lo studio dei diversi sistemi fisici. Questa misura di energia viene utilizzata per analisi astronomico e per il studio del movimento di particelle altamente energico, come le particelle che producono raggi cosmici o quelle utilizzate negli acceleratori di particelle.
In questi ultimi casi, quando calcoliamo l'energia cinetica dei corpi che hanno masse molto piccole, è comune per noi usare un'altra unità di misura per l'energia cinetica, il elettronvolt: un elettronvolt è uguale a 1,6.10-19 J di.
Energia cinetica relativistica
La formula che viene classicamente utilizzata per calcolare l'energia cinetica presenta limitazioni: quando i corpi iniziano a muoversi dentro velocità vicine a velocità della luce (3,0.108 SM). In questo caso, è necessario applicare le correzioni dal Teoria della relatività e relativo all'inerzia del corpo (massa).
Quando un corpo si avvicina alla velocità della luce, la sua inerzia tende ad aumentare insieme alla sua velocità, quindi, qualsiasi corpo che abbia una massa non raggiungerà mai la velocità della luce. L'immagine seguente mostra la formula dell'energia cinetica relativistica, dai un'occhiata:
ç - velocità della luce (c = 3.0.108 SM)
Esercizi risolti sull'energia cinetica
Domanda 1) Verificare l'alternativa che rappresenta correttamente l'energia cinetica di un veicolo di 1000 kg che si muove a una velocità costante di 3 m/s.
a) 450 J
b) 9000 J
c) 4500 J
d) 900 J
e) 300 J
Risposta: Lettera C
Risoluzione:
Per risolvere il problema è sufficiente utilizzare la formula dell'energia cinetica e sostituire i dati riportati nella dichiarazione dell'esercizio, verificare:
Domanda 2) È noto che l'energia cinetica di un corpo è 2000 J e la sua massa è 10 kg. Determina la velocità con cui si muove questo corpo e segna l'alternativa corretta.
a) 20 m/s
b) 40 m/s
c) 200 m/s
d) 3 m/s
e) 10 m/s
Modello: Lettera a
Risoluzione:
Per risolvere l'esercizio basta applicare i dati riportati nella formula dell'energia cinetica:
Domanda 3) Un mobile ha energia cinetica E e velocità v. In un dato momento, la velocità di questo cellulare diventa 3v e la sua massa rimane costante. L'alternativa che presenta la nuova energia cinetica di questo mobile è:
a) 3 AND
b) 9 AND
c) 4.5 E
d) 10 AND
e) MI/3
Risposta: Lettera b
Risoluzione:
Come sappiamo, l'energia cinetica dipende dal quadrato della velocità, quindi quando la velocità viene triplicata, quell'energia deve aumentare di un fattore nove volte.
Di Me. Rafael Helerbrock
