Energiakinetyka jest to forma energii, którą każde ciało ma dzięki swojemu ruchowi, innymi słowy, jest to forma energia związana zprędkość ciała. Kiedy przykładamy niezerową siłę netto do jakiegoś ciała, pracujemy nad nim, więc nabiera ono energii kinetycznej wraz ze wzrostem prędkości.
Energia kinetyczna zależy nie tylko od prędkości ciała, ale także od jego makaron. Każdy rodzaj poruszającego się ciała jest wyposażony w ten rodzaj energii: tłumaczenie,obrót,wibracja i inni. Energię kinetyczną można obliczyć według wzoru:
IDO - energia kinetyczna (J)
mi - masa ciała (kg)
v - prędkość (m/s)
Zobacz też: Prawa Newtona i ich zastosowania
co to jest energia kinetyczna
TEN energiakinetyka jest moda energia obecny we wszystkich ruchome ciała. Według SI, twoją jednostką miary jest dżul. Co więcej, ta energia jest wielkośćwspinać się który przedstawia wyłącznie wartości pozytywne.
TEN Energia kinetyczna jest proporcjonalna do kwadratu prędkości ciała. Tak więc, jeśli prędkość ciała podwoi się, jego energia kinetyczna wzrośnie czterokrotnie, jeśli prędkość ciała potroi się, to wzrost ten wyniesie dziewięć razy.
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Twierdzenie o pracy i energia kinetyczna
Twierdzenie o pracy i energii kinetycznej mówi, że praca wykonana na ciele lub cząstce jest równoważna zmienności jego energii kinetycznej. Twierdzenie to można opisać za pomocą następującego równania:
τ - praca (J)
ΔIDO - zmienność energii kinetycznej (J)
IDOfa i jestDO0 - końcowa i początkowa energia kinetyczna (J)
mi - masa (kg)
vfa i v0 - prędkość końcowa i początkowa (m/s)
Zrozum lepiej to twierdzenie: praca jest transferemwenergia, dlatego, na przykład, pchając wózek sklepowy, przekazujemy mu część naszej energii. Ta przekazana energia zamienia się w ruch, gdy koszyk nabędzie prędkość.
Krótko mówiąc, tak mówi twierdzenie o pracy i energii kinetycznej:
Przeniesienie energii do jakiegoś układu poprzez przyłożenie siły nazywamy pracą, co z kolei jest równoznaczne ze zmianą energii kinetycznej tego układu.
Utrata energii kinetycznej
TEN energiakinetyka ciała może być zmniejszył się w dwóch przypadkach: gdy jest przechowywany w postaci energia potencjalna, elastyczne lub grawitacyjne, na przykład; lub kiedy jest siłyrozpraszający w stanie przekształcić go w inne formy energii, podobnie jak siła tarcia, który przekształca energię kinetyczną w energię cieplną. Dlatego chyba że nie ma sił rozpraszających, energia kinetyczna ciała zawsze może powrócić do swojego początkowego modułu, ponieważ w takim przypadku zostanie zamieniona na energia potencjalna bez strat.
W kontekście dynamiki istnieje ważna wielkość zwana energia mechaniczna. Mierzy on całą energię związaną z ruchem wykonywanym przez dowolne ciało i jest obliczany przez suma energii kinetycznej z energią potencjalną, jaka jest ta suma.
NAS konserwatywne systemy, gdzie nie ma sił takich jak tarcie, energia kinetyczna i potencjalna są wymienne. Gdy są dodawane do jednego z dwóch, drugie odpowiednio maleje, tak że ich suma jest zawsze stała.
Jednak w systemy rozpraszające, w którym działają siły działające na opór powietrza, można zmniejszyć energię kinetyczną i energię potencjalną. Różnica energii w tym przypadku to energia, która jest pochłaniana w postaci ciepła, wibracji, fal dźwiękowych itp. Prostym przykładem tego typu sytuacji jest to, co się dzieje, gdy wyzwalamy hamulce pojazdu, w tym przypadku działamy rozpraszająco na koła, których energia kinetyczna jest zamieniana na energię cieplną.
Odliczenie wzoru na energię kinetyczną
Można wywnioskować wyrażanie energii kinetycznej poprzez równanie Torricellego, jedno z równań kinematyki, które nie używają czasu (t) jako jednej ze zmiennych. Początkowo konieczne jest wyizolowanie zmiennej przyspieszenia, sprawdź:
Wtedy użyjemy Drugie prawo Newtona, znany jako podstawowa zasada dynamiki. To prawo mówi, że siła wypadkowa działająca na ciało jest równa iloczynowi jego masy i przyspieszenia:
Na koniec użyjemy definicji pracy, która mówi, że można ją obliczyć jako iloczyn siły i odległości:
Zobacz też: Energia potencjalna: poznaj różne formy i do czego służą
Energia kinetyczna atomów i innych cząstek
TEN energiakinetyka jest to miara o wielkim znaczeniu dla badania różnych układów fizycznych. Ta miara energii służy do: analiza astronomiczny i dla badanie ruchu cząstki bardzo energiczny, takie jak cząstki, które wytwarzają promienie kosmiczne lub cząstki używane w akceleratorach cząstek.
W tych ostatnich przypadkach, gdy obliczamy energię kinetyczną ciał, które mają bardzo małe masy, często używamy inna jednostka miary dla energii kinetycznej elektronowolt: jeden elektron wolt równa się 1,6.10-19 jot o.
Relatywistyczna energia kinetyczna
Wzór, który jest klasycznie używany do obliczania energii kinetycznej przedstawia ograniczenia: kiedy ciała zaczynają się poruszać move prędkości zbliżone do prędkość światła (3,0.108 SM). W takim przypadku konieczne jest zastosowanie korekt z from Teoria względności i związane z bezwładnością ciała (masą).
Kiedy jakiekolwiek ciało zbliża się do prędkości światła, jego bezwładność ma tendencję do zwiększania się wraz z prędkością, a zatem: żadne ciało, które ma jakąkolwiek masę, nigdy nie osiągnie prędkości światła. Poniższy rysunek przedstawia wzór na relatywistyczną energię kinetyczną, sprawdź to:
do - prędkość światła (c = 3.0.108 SM)
Rozwiązane ćwiczenia dotyczące energii kinetycznej
Pytanie 1) Sprawdź alternatywę, która prawidłowo przedstawia energię kinetyczną pojazdu o masie 1000 kg poruszającego się ze stałą prędkością 3 m/s.
a) 450 J
b) 9000 J
c) 4500 J
d) 900 J
e) 300 J
Szablon: Litera C
Rozkład:
Aby rozwiązać ten problem, po prostu użyj wzoru na energię kinetyczną i zastąp dane podane w zestawieniu ćwiczeń, sprawdź:
Pytanie 2) Wiadomo, że energia kinetyczna ciała wynosi 2000 J, a masa 10 kg. Określ, jak szybko porusza się to ciało i zaznacz właściwą alternatywę.
a) 20 m/s
b) 40 m/s
c) 200 m/s
d) 3 m/s
e) 10 m/s
Szablon: Litera a
Rozkład:
Aby rozwiązać ćwiczenie, wystarczy zastosować dane podane we wzorze na energię kinetyczną:
Pytanie 3) Mebel ma energię kinetyczną I i szybkość v. W danym momencie prędkość tego telefonu komórkowego staje się 3v a jego masa pozostaje stała. Alternatywą prezentującą nową energię kinetyczną tego mebla jest:
a) 3 I
b) 9 I
c) 4.5 I
d) 10 I
e) E/3
Szablon: Literka B
Rozkład:
Jak wiemy, energia kinetyczna zależy od kwadratu prędkości, więc gdy prędkość jest potrojona, energia ta musi wzrosnąć dziewięciokrotnie.
Przeze mnie Rafael Helerbrock
