Κινητική ενέργεια

Κινητική ενέργεια

Στο θέμα φυσικής του ινστιτούτου το Κινητική ενέργειαΤο Θεωρείται ένα από τα σημαντικότερα είδη για την κίνηση των αντικειμένων. Ωστόσο, είναι δύσκολο να το καταλάβετε εάν δεν έχετε βασικές γνώσεις φυσικής.

Ως εκ τούτου, θα αφιερώσουμε αυτό το άρθρο για να σας πούμε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για την κινητική ενέργεια και ποια είναι τα κύρια χαρακτηριστικά της.

Τι είναι η κινητική ενέργεια

Όταν μιλάμε για αυτόν τον τύπο ενέργειας, οι άνθρωποι τη θεωρούν ως ενέργεια που λαμβάνεται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ή κάτι παρόμοιο. Η κινητική ενέργεια είναι η ενέργεια που έχει ένα αντικείμενο λόγω της κίνησής του. Όταν θέλουμε να επιταχύνουμε ένα αντικείμενο, πρέπει να εφαρμόσουμε μια ορισμένη δύναμη για να ξεπεραστεί η τριβή του εδάφους ή του αέραΤο Για αυτό, πρέπει να κάνουμε μια δουλειά. Επομένως, μεταφέρουμε ενέργεια στο αντικείμενο και μπορεί να κινηθεί με σταθερή ταχύτητα.

Είναι αυτή η μεταφερόμενη ενέργεια που ονομάζεται κινητική ενέργεια. Εάν η ενέργεια που εφαρμόζεται στο αντικείμενο αυξάνεται, το αντικείμενο θα επιταχυνθεί. Ωστόσο, αν σταματήσουμε να εφαρμόζουμε ενέργεια σε αυτό, η κινητική του ενέργεια θα μειωθεί με την τριβή μέχρι να σταματήσει. Η κινητική ενέργεια εξαρτάται από τη μάζα και την ταχύτητα του αντικειμένου.

Τα σώματα με λιγότερη μάζα χρειάζονται λιγότερη δουλειά για να ξεκινήσουν να κινούνται. Όσο πιο γρήγορα προχωράτε, τόσο περισσότερη κινητική ενέργεια έχει το σώμα σας. Αυτή η ενέργεια μπορεί να μεταφερθεί σε διαφορετικά αντικείμενα και μεταξύ τους να μετατραπεί σε άλλο τύπο ενέργειας. Για παράδειγμα, εάν ένα άτομο τρέχει και συγκρουστεί με κάποιον που ήταν σε ηρεμία, μέρος της κινητικής ενέργειας που υπήρχε στον δρομέα θα μεταφερθεί στο άλλο άτομο. Η ενέργεια που πρέπει να εφαρμοστεί για να υπάρξει μια κίνηση πρέπει πάντα να είναι μεγαλύτερη από τη δύναμη τριβής με το έδαφος ή άλλο ρευστό όπως νερό ή αέρας.

Υπολογισμός κινητικής ενέργειας

Ταχύτητα και εργασία

Αν θέλουμε να υπολογίσουμε την τιμή αυτής της ενέργειας, πρέπει να ακολουθήσουμε το σκεπτικό που περιγράφεται παραπάνω. Αρχικά, ξεκινάμε βρίσκοντας την ολοκληρωμένη δουλειά. Χρειάζεται δουλειά για τη μεταφορά της κινητικής ενέργειας στο αντικείμενο. Επίσης, λαμβάνοντας υπόψη τη μάζα του αντικειμένου που ωθείται σε απόσταση, το έργο πρέπει να πολλαπλασιαστεί με μια δύναμη. Η δύναμη πρέπει να είναι παράλληλη με την επιφάνεια στην οποία βρίσκεται, διαφορετικά το αντικείμενο δεν θα κινηθεί.

Φανταστείτε ότι θέλετε να μετακινήσετε ένα κουτί, αλλά το σπρώχνετε στο έδαφος. Το κουτί δεν θα μπορεί να ξεπεράσει την αντίσταση του εδάφους και δεν θα κινηθεί. Προκειμένου να κινηθεί, πρέπει να εφαρμόσουμε εργασία και δύναμη προς μια κατεύθυνση παράλληλη προς την επιφάνεια. Θα ονομάσουμε το έργο W, τη δύναμη F, τη μάζα του αντικειμένου m και την απόσταση d. Η εργασία ισούται με την δύναμη φορές την απόσταση. Δηλαδή, η εργασία που πραγματοποιείται είναι ίση με τη δύναμη που ασκείται στο αντικείμενο με την απόσταση που ταξιδεύει χάρη στην εφαρμοζόμενη δύναμη. Ο ορισμός της δύναμης δίνεται από τη μάζα και την επιτάχυνση του αντικειμένου. Εάν το αντικείμενο κινείται με σταθερή ταχύτητα, αυτό σημαίνει ότι η δύναμη που εφαρμόζεται και η δύναμη τριβής έχουν την ίδια τιμή. Επομένως, είναι δυνάμεις που διατηρούνται σε ισορροπία.

Εμπλεκόμενες δυνάμεις

Ενδιαφέροντα πράγματα για την κινητική ενέργεια

Μόλις μειωθεί η δύναμη που ασκείται στο αντικείμενο, θα αρχίσει να επιβραδύνεται μέχρι να σταματήσει. Ένα πολύ απλό παράδειγμα είναι ένα αυτοκίνητο. Όταν οδηγούμε σε δρόμους, άσφαλτο, χώμα κ.λπ. Ο δρόμος μας προσφέρει αντίσταση. Αυτή η αντίσταση ονομάζεται τριβή μεταξύ του τροχού και της επιφάνειας. Για να αυξήσουμε την ταχύτητα ενός αυτοκινήτου, πρέπει να κάψουμε καύσιμο για να δημιουργήσουμε κινητική ενέργεια. Με αυτή την ενέργεια, μπορείτε να ξεπεράσετε την τριβή και να αρχίσετε να κινείστε.

Ωστόσο, αν κινηθούμε με το αυτοκίνητο και σταματήσουμε να επιταχύνουμε, θα σταματήσουμε να ασκούμε δύναμη. Ελλείψει οποιασδήποτε δύναμης στο αυτοκίνητο, η δύναμη τριβής δεν θα αρχίσει να φρενάρει μέχρι να σταματήσει το αυτοκίνητο. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να έχουμε καλή κατανόηση της δύναμης του συστήματος παρέμβασης για να κατανοήσουμε την κατεύθυνση που θα πάρει το αντικείμενο.

Τύπος κινητικής ενέργειας

Τύπος κινητικής ενέργειας

Για τον υπολογισμό της κινητικής ενέργειας υπάρχει μια εξίσωση που προκύπτει από τη συλλογιστική που χρησιμοποιήθηκε προηγουμένως. Εάν γνωρίζουμε την αρχική και την τελική ταχύτητα του αντικειμένου μετά από μια απόσταση που διανύθηκε, μπορούμε να αντικαταστήσουμε την επιτάχυνση στον τύπο.

Επομένως, όταν μια καθαρή ποσότητα εργασίας γίνεται σε ένα αντικείμενο, το ποσό που ονομάζουμε κινητική ενέργεια k αλλάζει.

Για τους φυσικούς, η κατανόηση της κινητικής ενέργειας ενός αντικειμένου είναι απαραίτητη για τη μελέτη της δυναμικής του. Υπάρχουν μερικά ουράνια σώματα στο διάστημα που έχουν κινητική ενέργεια που οδηγείται από τη Μεγάλη Έκρηξη και είναι ακόμα σε κίνηση μέχρι σήμερα. Σε όλο το ηλιακό σύστημα, υπάρχουν πολλά ενδιαφέροντα αντικείμενα προς μελέτη και είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε την κινητική τους ενέργεια για να προβλέψουμε τις τροχιές τους.

Όταν εξετάζουμε την εξίσωση κινητικής ενέργειας, μπορούμε να δούμε ότι εξαρτάται από το τετράγωνο της ταχύτητας του αντικειμένου. Αυτό σημαίνει ότι όταν η ταχύτητα διπλασιαστεί, η δυναμική της αυξάνεται τέσσερις φορές. Εάν ένα αυτοκίνητο ταξιδεύει με 100 χλμ. / Ώρα, η ενέργειά του είναι τετραπλάσια από αυτό ενός αυτοκινήτου που ταξιδεύει με 50 χλμ. / Ώρα. Επομένως, η ζημιά που μπορεί να προκληθεί σε ένα ατύχημα είναι τέσσερις φορές μεγαλύτερη από αυτή ενός ατυχήματος.

Αυτή η ενέργεια δεν μπορεί να είναι αρνητική τιμήΤο Πρέπει πάντα να είναι μηδενικό ή θετικό. Σε αντίθεση με αυτήν, η ταχύτητα μπορεί να έχει θετική ή αρνητική τιμή ανάλογα με την αναφορά. Αλλά όταν χρησιμοποιείτε το τετράγωνο ταχύτητας, παίρνετε πάντα μια θετική τιμή.

Πρακτικό παράδειγμα

Ας υποθέσουμε ότι είμαστε σε ένα μάθημα αστρονομίας και θέλουμε να βάλουμε μια σφαίρα χαρτιού στον κάδο απορριμμάτων. Αφού υπολογίσουμε την απόσταση, τη δύναμη και την τροχιά, θα πρέπει να εφαρμόσουμε μια ορισμένη ποσότητα κινητικής ενέργειας στη μπάλα για να τη μετακινήσουμε από το χέρι μας στον κάδο απορριμμάτων. Με άλλα λόγια, πρέπει να το ενεργοποιήσουμε. Όταν το φύλλο χαρτιού φύγει από το χέρι μας, θα αρχίσει να επιταχύνεται και ο ενεργειακός συντελεστής του θα αλλάξει από μηδέν (όσο είμαστε ακόμα στο χέρι) σε Χ, ανάλογα με το πόσο γρήγορα φτάνει.

Σε ένα αντλούμενο γήπεδο, η μπάλα θα φτάσει στον υψηλότερο συντελεστή κινητικής ενέργειας τη στιγμή που θα φτάσει στο υψηλότερο σημείο. Από εκεί, καθώς ξεκινάτε την κάθοδό σας στον κάδο απορριμμάτων, η κινητική σας ενέργεια θα αρχίσει να μειώνεται καθώς απομακρύνεται από τη βαρύτητα και μετατρέπεται σε δυνητική ενέργεια. Όταν φτάσει στο κάτω μέρος του κάδου απορριμμάτων ή στο έδαφος και σταματήσει, ο συντελεστής κινητικής ενέργειας της χάρτινης σφαίρας θα επιστρέψει στο μηδέν.

Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για το τι είναι η κινητική ενέργεια και ποια είναι τα χαρακτηριστικά της.


Το περιεχόμενο του άρθρου συμμορφώνεται με τις αρχές μας συντακτική ηθική. Για να αναφέρετε ένα σφάλμα κάντε κλικ Aquí.

Γίνε ο πρώτος που θα σχολιάσει

Αφήστε το σχόλιό σας

Η διεύθυνση email σας δεν θα δημοσιευθεί. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *

*

*

  1. Υπεύθυνος για τα δεδομένα: Miguel Ángel Gatón
  2. Σκοπός των δεδομένων: Έλεγχος SPAM, διαχείριση σχολίων.
  3. Νομιμοποίηση: Η συγκατάθεσή σας
  4. Κοινοποίηση των δεδομένων: Τα δεδομένα δεν θα κοινοποιούνται σε τρίτους, εκτός από νομική υποχρέωση.
  5. Αποθήκευση δεδομένων: Βάση δεδομένων που φιλοξενείται από τα δίκτυα Occentus (ΕΕ)
  6. Δικαιώματα: Ανά πάσα στιγμή μπορείτε να περιορίσετε, να ανακτήσετε και να διαγράψετε τις πληροφορίες σας.