В предмета по физика на института Кинетична енергия. Счита се за един от най -важните видове за движение на обекти. Трудно е да се разбере обаче, ако нямате основни познания по физика.
Затова ще посветим тази статия, за да ви разкажем всичко, което трябва да знаете за кинетичната енергия и какви са нейните основни характеристики.
Какво е кинетична енергия
Когато говорят за този вид енергия, хората го мислят като енергия, която се получава за генериране на електричество или нещо подобно. Кинетичната енергия е енергията, която обектът има поради движението си. Когато искаме да ускорим обект, трябва да го приложим определена сила за преодоляване на триенето на земята или въздуха. За това трябва да свършим работа. Следователно, ние прехвърляме енергия към обекта и той може да се движи с постоянна скорост.
Това е тази прехвърлена енергия, наречена кинетична енергия. Ако енергията, приложена към обекта, се увеличи, обектът ще се ускори. Ако обаче спрем да прилагаме енергия към него, неговата кинетична енергия ще намалява с триене, докато спре. Кинетичната енергия зависи от масата и скоростта на обекта.
Телата с по -малка маса се нуждаят от по -малко работа, за да започнат да се движат. Колкото по -бързо вървите, толкова повече кинетична енергия има тялото ви. Тази енергия може да бъде прехвърлена към различни обекти и между тях да се трансформира в друг вид енергия. Например, ако човек тича и се сблъска с друг, който е бил в покой, част от кинетичната енергия, която е била в бегача, ще бъде предадена на другия човек. Енергията, която трябва да бъде приложена, за да съществува движение, винаги трябва да бъде по -голяма от силата на триене със земята или друга течност, като вода или въздух.
Изчисляване на кинетичната енергия
Ако искаме да изчислим стойността на тази енергия, трябва да следваме разсъжденията, описани по -горе. Първо, започваме с намирането на завършената работа. Необходима е работа за прехвърляне на кинетична енергия към обекта. Също така, като се има предвид масата на обекта, който се изтласква на разстояние, работата трябва да се умножи по сила. Силата трябва да е успоредна на повърхността, върху която е, в противен случай обектът няма да се движи.
Представете си, че искате да преместите кутия, но я бутате на земята. Кутията няма да може да преодолее съпротивлението на земята и няма да се движи. За да се движи, трябва да приложим работа и сила в посока, успоредна на повърхността. Ще наречем работата W, силата F, масата на обекта m и разстоянието d. Работата е равна на сила по разстояние. Тоест извършената работа е равна на силата, приложена към обекта, с разстоянието, което той изминава благодарение на тази приложена сила. Определението за сила се дава от масата и ускорението на обекта. Ако обектът се движи с постоянна скорост, това означава, че приложената сила и силата на триене имат една и съща стойност. Следователно те са сили, които се поддържат в равновесие.
Включени сили
След като силата, приложена към обекта, намалее, той ще започне да се забавя, докато спре. Много прост пример е автомобил. Когато шофираме по пътища, асфалт, мръсотия и т.н. Пътят ни оказва съпротива. Това съпротивление се нарича триене между колелото и повърхността. За да увеличим скоростта на автомобила, трябва да изгорим гориво, за да генерираме кинетична енергия. С тази енергия, можете да преодолеете триенето и да започнете да се движите.
Ако обаче се движим с колата и спрем да ускоряваме, ще спрем да прилагаме сила. При липса на сила върху колата силата на триене няма да започне да спира, докато колата не спре. Ето защо е важно да имате добро разбиране за силата на системата за интервенция, за да разберете посоката, която обектът ще поеме.
Формула за кинетична енергия
За изчисляване на кинетичната енергия има уравнение, което произтича от използваните преди това разсъждения. Ако знаем началната и крайната скорост на обекта след изминато разстояние, можем да заместим ускорението във формулата.
Следователно, когато се извършва нетно количество работа върху обект, количеството, което наричаме кинетична енергия k, се променя.
За физиците разбирането на кинетичната енергия на обект е от съществено значение за изучаване на неговата динамика. Има някои небесни тела в космоса, които имат кинетична енергия, задвижвана от Големия взрив и все още са в движение и до днес. В цялата Слънчева система има много интересни обекти за изучаване и е необходимо да се разбере тяхната кинетична енергия, за да се предскажат техните траектории.
Когато погледнем уравнението на кинетичната енергия, можем да видим, че то зависи от квадрата на скоростта на обекта. Това означава, че когато скоростта се удвои, нейната динамика се увеличава четири пъти. Ако автомобил се движи със 100 км / ч, енергията му е четири пъти по -голяма от тази на автомобил, който се движи с 50 км / ч. Следователно щетите, които могат да бъдат причинени при инцидент, са четири пъти по -големи от тези при злополука.
Тази енергия не може да бъде отрицателна стойност. Винаги трябва да е нула или положително. За разлика от него, скоростта може да има положителна или отрицателна стойност в зависимост от еталона. Но когато използвате скоростта на квадрат, винаги получавате положителна стойност.
Практически пример
Да предположим, че сме в клас по астрономия и искаме да поставим топка хартия в кофата за боклук. След като изчислим разстоянието, силата и траекторията, ще трябва да приложим определено количество кинетична енергия към топката, за да я преместим от ръката си към кофата за боклук. С други думи, трябва да го активираме. Когато топчето хартия напусне ръката ни, тя ще започне да се ускорява и нейният енергиен коефициент ще се промени от нула (докато все още сме в ръката) до X, в зависимост от това колко бързо достига.
В изпомпваната стъпка топката ще достигне най -високия си коефициент на кинетична енергия в момента, в който достигне най -високата точка. Оттам, когато започнете спускането си в кофата за боклук, кинетичната ви енергия ще започне да намалява, тъй като тя се дърпа от гравитацията и се превръща в потенциална енергия. Когато достигне дъното на кофата за боклук или земята и спре, коефициентът на кинетична енергия на хартиената топка ще се върне към нула.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за това какво е кинетична енергия и какви са нейните характеристики.