พลังงานจลน์ มันคืออะไร สูตร แบบฝึกหัด

พลังงานจลนศาสตร์ มันเป็นรูปของพลังงานที่ร่างกายใด ๆ มีเนื่องจากการเคลื่อนไหวของมัน กล่าวอีกนัยหนึ่ง มันเป็นรูปของ พลังงานที่เกี่ยวข้องกับความเร็ว ของร่างกาย เมื่อเราใช้แรงสุทธิที่ไม่เป็นศูนย์กับร่างกายบางส่วน เรากำลังดำเนินการกับมัน ดังนั้นร่างกายจะได้รับพลังงานจลน์เมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น

พลังงานจลน์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเร็วของร่างกายเพียงอย่างเดียว แต่ยังขึ้นอยู่ด้วย พาสต้า. ร่างกายที่เคลื่อนไหวทุกประเภทได้รับพลังงานประเภทนี้: แปลการหมุนการสั่นสะเทือน และคนอื่น ๆ. พลังงานจลน์สามารถคำนวณได้จากสูตรต่อไปนี้:

และ_ค - พลังงานจลน์ (J)

ม - มวลกาย (กก.)

วี - ความเร็ว (ม./วินาที)

ดูด้วย: กฎของนิวตันและการประยุกต์

พลังงานจลน์คืออะไร

THE พลังงานจลนศาสตร์ เป็นกิริยาของ พลังงาน มีอยู่ทั้งหมด ร่างกายที่เคลื่อนไหว. ตามที่ SI, หน่วยวัดของคุณคือ จูล. นอกจากนี้ พลังงานนี้คือ a ความยิ่งใหญ่ปีน ซึ่งนำเสนอค่าบวกโดยเฉพาะ

THE พลังงานจลน์เป็นสัดส่วนกับกำลังสองของความเร็วของร่างกาย ดังนั้น หากความเร็วของร่างกายเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า พลังงานจลน์ของมันจะเพิ่มขึ้นสี่เท่า หากความเร็วของร่างกายเพิ่มขึ้นสามเท่า การเพิ่มขึ้นนี้จะเป็นเก้าเท่า

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

ทฤษฎีบทงานและพลังงานจลน์

ทฤษฎีบทงานและพลังงานจลน์ระบุว่า งานที่ทำกับร่างกายหรืออนุภาคเทียบเท่ากับการแปรผันของพลังงานจลน์. ทฤษฎีบทนี้สามารถอธิบายได้โดยใช้สมการต่อไปนี้:

τ - ทำงาน (จ)

Δและ_ค - การเปลี่ยนแปลงของพลังงานจลน์ (J)

และ_ค^F และคือ_ค⁰ - พลังงานจลน์ขั้นสุดท้ายและเริ่มต้น (J)

ม - มวล (กก.)

วี_F และ วี₀ - ความเร็วสุดท้ายและเริ่มต้น (m/s)

เข้าใจทฤษฎีบทนี้มากขึ้น: งานคือการโอนในพลังงาน, ดังนั้นเวลาที่เราผลักตะกร้าสินค้า เช่น เราถ่ายพลังงานบางส่วนไป พลังงานที่ถ่ายโอนนี้ กลายเป็นการเคลื่อนไหว, เมื่อรถเข็นได้มา ความเร็ว.

กล่าวโดยสรุป นี่คือสิ่งที่ทฤษฎีบทงานและพลังงานจลน์กล่าวว่า:

การถ่ายโอนพลังงานไปยังระบบบางระบบโดยการใช้แรงเรียกว่า งาน ซึ่งในทางกลับกัน เทียบเท่ากับการเปลี่ยนแปลงพลังงานจลน์ของระบบนั้น

การสูญเสียพลังงานจลน์

THE พลังงานจลนศาสตร์ ของร่างกายสามารถ ลดลง ในสองกรณี: เมื่อเก็บไว้ในรูปแบบของ พลังงานศักย์, ยืดหยุ่นหรือแรงโน้มถ่วง, ตัวอย่างเช่น; หรือเมื่อมี กองกำลังกระจัดกระจาย สามารถแปลงเป็นพลังงานรูปแบบอื่นได้เช่นเดียวกับ แรงเสียดทานซึ่งเปลี่ยนพลังงานจลน์เป็นพลังงานความร้อน ดังนั้น เว้นแต่ไม่มีแรงกระจาย, พลังงานจลน์ของร่างกายสามารถกลับไปสู่โมดูลเริ่มต้นได้เสมอ เนื่องจากในกรณีนั้น พลังงานจลน์จะถูกแปลงเป็น พลังงานศักย์ โดยไม่มีการสูญเสียใดๆ

ในบริบทของพลวัต มีปริมาณที่สำคัญเรียกว่า พลังงานกล นี่วัดพลังงานทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวที่กระทำโดยร่างกายใด ๆ และคำนวณโดย ผลรวมของพลังงานจลน์กับพลังงานศักย์ไม่ว่าผลรวมนั้นจะเป็นอะไร

เรา ระบบอนุรักษ์นิยมที่ไม่มีแรงเหมือนแรงเสียดทาน พลังงานจลน์และพลังงานศักย์สามารถสับเปลี่ยนกันได้ เมื่อมีการเพิ่มเติมจากหนึ่งในสอง อีกอันหนึ่งจะลดลงตามลำดับ ดังนั้นผลรวมของพวกมันจะคงที่เสมอ

อย่างไรก็ตาม ใน ระบบกระจายตัวซึ่งมีแรงกระทำต่อแรงต้านของอากาศ พลังงานจลน์ และพลังงานศักย์จะลดลง ความแตกต่างของพลังงานในกรณีนี้คือพลังงานที่ถูกดูดกลืนในรูปของความร้อน แรงสั่นสะเทือน คลื่นเสียง เป็นต้น ตัวอย่างง่ายๆ ของสถานการณ์ประเภทนี้คือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อเราเรียกใช้ เบรกรถยนต์ในกรณีนี้ เรากำลังใช้แรงกระจายบนล้อของมัน ซึ่งพลังงานจลน์ของพวกมันถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน

เบรกจะเปลี่ยนพลังงานจลน์ของรถยนต์เป็นพลังงานความร้อนบางส่วน

การหักสูตรพลังงานจลน์

เป็นไปได้ที่จะอนุมานการแสดงออกของพลังงานจลน์ผ่าน สมการ Torricelliซึ่งเป็นหนึ่งในสมการจลนศาสตร์ที่ไม่ใช้เวลา (t) เป็นหนึ่งในตัวแปร เริ่มแรก จำเป็นต้องแยกตัวแปรการเร่ง ให้ตรวจสอบ:

จากนั้นเราจะใช้ กฎข้อที่ 2 ของนิวตันเรียกว่าหลักการพื้นฐานของพลวัต กฎข้อนี้ระบุว่าแรงสุทธิบนวัตถุมีค่าเท่ากับผลคูณของมวลและความเร่ง:

สุดท้าย เราจะใช้คำจำกัดความของงาน ซึ่งระบุว่าสิ่งนี้สามารถคำนวณได้จากผลคูณของแรงและระยะทาง:

ดูด้วย: พลังงานศักย์: รู้จักรูปแบบต่าง ๆ และมีไว้เพื่ออะไร

พลังงานจลน์ของอะตอมและอนุภาคอื่นๆ

THE พลังงานจลนศาสตร์ เป็นการวัดความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการศึกษาระบบทางกายภาพต่างๆ การวัดพลังงานนี้ใช้เพื่อ บทวิเคราะห์ ดาราศาสตร์ และสำหรับ ศึกษาการเคลื่อนที่ของ อนุภาค มีพลังมากเช่น อนุภาคที่ผลิตรังสีคอสมิกหรือที่ใช้ในเครื่องเร่งอนุภาค

ในกรณีหลังนี้ เมื่อเราคำนวณพลังงานจลน์ของวัตถุที่มี มวลขนาดเล็กมาก เป็นเรื่องปกติที่เราจะใช้ หน่วยวัดอื่น สำหรับพลังงานจลน์ อิเล็กตรอนโวลต์: หนึ่งอิเล็กตรอนโวลต์เท่ากับ 1,6.10^-19 เจ เกี่ยวกับ

พลังงานจลน์เชิงสัมพันธ์

สูตรคลาสสิกที่ใช้คำนวณพลังงานจลน์ ข้อจำกัด: เมื่อร่างกายเริ่มเคลื่อนไหว ความเร็วใกล้เคียงกับ ความเร็วของแสง (3,0.10⁸ นางสาว). ในกรณีนี้ จำเป็นต้องใช้การแก้ไขจาก ทฤษฎีสัมพัทธภาพ และเกี่ยวข้องกับความเฉื่อยของร่างกาย (มวล)

เมื่อวัตถุใดเข้าใกล้ความเร็วแสง ความเฉื่อยของมันมักจะเพิ่มขึ้นตามความเร็วของมัน ดังนั้น วัตถุใดมีมวลย่อมไม่ถึงความเร็วแสง. ภาพต่อไปนี้แสดงสูตรของพลังงานจลน์สัมพัทธภาพ ลองดูสิ:

ค - ความเร็วแสง (c = 3.0.10⁸ นางสาว)

ในเครื่องเร่งอนุภาค โปรตอนมีความเร็วแสงมากกว่า 99%

แก้ไขแบบฝึกหัดเกี่ยวกับพลังงานจลน์

คำถามที่ 1) ตรวจสอบทางเลือกที่แสดงถึงพลังงานจลน์ของยานพาหนะขนาด 1,000 กก. ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ 3 ม./วินาที อย่างถูกต้อง

ก) 450 J

ข) 9000 J

ค) 4500 J

ง) 900 J

จ) 300 J

แม่แบบ: ตัวอักษร C

ความละเอียด:

ในการแก้ไขปัญหา เพียงใช้สูตรพลังงานจลน์และแทนที่ข้อมูลที่แจ้งในคำสั่งการฝึก ให้ตรวจสอบ:

คำถามที่ 2) เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าพลังงานจลน์ของร่างกายคือ 2,000 J และมวลของมันคือ 10 กก. กำหนดว่าร่างกายนี้เคลื่อนที่เร็วแค่ไหนและทำเครื่องหมายทางเลือกที่ถูกต้อง

ก) 20 เมตร/วินาที

ข) 40 เมตร/วินาที

ค) 200 ม./วินาที

ง) 3 เมตร/วินาที

จ) 10 เมตร/วินาที

แม่แบบ: จดหมาย

ความละเอียด:

ในการแก้ปัญหาการออกกำลังกาย เพียงแค่ใช้ข้อมูลที่แจ้งในสูตรพลังงานจลน์:

คำถามที่ 3) เฟอร์นิเจอร์ชิ้นหนึ่งมีพลังงานจลน์ และ และความเร็ว วี. ในช่วงเวลาที่กำหนด ความเร็วของมือถือเครื่องนี้จะกลายเป็น 3v และมวลของมันก็คงที่ ทางเลือกที่นำเสนอพลังงานจลน์ใหม่ของเฟอร์นิเจอร์ชิ้นนี้คือ:

ก) 3 AND

ข) 9 AND

ค) 4.5 AND

ง) 10 AND

จ) E/3

แม่แบบ: ตัวอักษร B

ความละเอียด:

ดังที่เราทราบ พลังงานจลน์ขึ้นอยู่กับกำลังสองของความเร็ว ดังนั้นเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้นสามเท่า พลังงานนั้นจะต้องเพิ่มขึ้นเป็นเก้าเท่า

By Me. ราฟาเอล เฮเลอร์บร็อก