Instituudi füüsika aines Kineetiline energia. Seda peetakse esemete liikumiseks üheks olulisemaks liigiks. Sellest on aga raske aru saada, kui sul pole füüsika baasteadmisi.
Seetõttu pühendame selle artikli, et rääkida teile kõik, mida peate teadma kineetilise energia kohta ja millised on selle peamised omadused.
Mis on kineetiline energia
Seda tüüpi energiast rääkides peavad inimesed seda energiaks, mis saadakse elektri tootmiseks või midagi sarnast. Kineetiline energia on energia, mis objektil on selle liikumise tõttu. Kui tahame objekti kiirendada, peame rakendama teatud jõud maapinna või õhu hõõrdumise ületamiseks. Selleks peame tegema tööd. Seetõttu kanname objektile energiat ja see võib liikuda ühtlase kiirusega.
Seda ülekantud energiat nimetatakse kineetiliseks energiaks. Kui objektile rakendatav energia suureneb, kiireneb objekt. Kui aga lõpetame sellele energia rakendamise, väheneb selle kineetiline energia hõõrdumisega, kuni see peatub. Kineetiline energia sõltub objekti massist ja kiirusest.
Väiksema massiga kehad vajavad liikumise alustamiseks vähem tööd. Mida kiiremini te lähete, seda rohkem on teie kehal kineetilist energiat. Seda energiat saab üle kanda erinevatele objektidele ja nende vahel, et muunduda teist tüüpi energiaks. Näiteks kui inimene jookseb ja põrkab kokku teisega, kes oli puhkeasendis, kandub osa jooksjas olnud kineetilisest energiast edasi teisele inimesele. Energia, mida tuleb liikumiseks kasutada, peab alati olema suurem kui hõõrdejõud maapinna või mõne muu vedeliku, näiteks vee või õhuga.
Kineetilise energia arvutamine
Kui tahame selle energia väärtust arvutada, peame järgima ülalkirjeldatud põhjendusi. Esiteks alustame valmis töö leidmisega. Kineetilise energia ülekandmine objektile nõuab tööd. Samuti, arvestades kaugusele lükatud objekti massi, tuleb töö korrutada jõuga. Jõud peab olema paralleelne pinnaga, millel see asub, vastasel juhul objekt ei liigu.
Kujutage ette, et soovite kasti liigutada, kuid lükkate selle maapinnale. Kast ei suuda maapinna vastupanu ületada ega liigu. Selle liikumiseks peame rakendama tööd ja jõudu pinnaga paralleelses suunas. Me nimetame tööd W, jõudu F, objekti massi m ja kaugust d. Töö võrdub jõu ja vahemaa kaugusega. See tähendab, et tehtud töö on võrdne objektile rakendatava jõuga selle läbitud vahemaaga tänu sellele rakendatud jõule. Jõu määratluse annab objekti mass ja kiirendus. Kui objekt liigub püsikiirusel, tähendab see, et rakendataval jõul ja hõõrdejõul on sama väärtus. Seetõttu on need jõud, mida hoitakse tasakaalus.
Kaasatud jõud
Kui objektile rakendatav jõud väheneb, hakkab see aeglustuma, kuni see peatub. Väga lihtne näide on auto. Kui sõidame teedel, asfaldil, mustusel jne. Tee pakub meile vastupanu. Seda takistust nimetatakse ratta ja pinna vaheliseks hõõrdumiseks. Auto kiiruse suurendamiseks peame kineetilise energia saamiseks kütust põletama. Selle energiaga, saate hõõrdumisest üle ja hakkate liikuma.
Kui aga liigume autoga ja lõpetame kiirendamise, lõpetame jõu rakendamise. Kui autol puudub jõud, ei hakka hõõrdejõud pidurdama enne, kui auto peatub. Seetõttu on oluline hästi mõista sekkumissüsteemi tugevust, et mõista objekti suunda.
Kineetilise energia valem
Kineetilise energia arvutamiseks on võrrand, mis tuleneb varem kasutatud arutluskäigust. Kui teame objekti alg- ja lõppkiirust pärast läbitud vahemaad, võime kiirenduse valemis asendada.
Seega, kui objektiga tehakse netosumma, muutub summa, mida me nimetame kineetiliseks energiaks k.
Füüsikute jaoks on objekti kineetilise energia mõistmine selle dünaamika uurimiseks hädavajalik. Kosmoses on mõned taevakehad, millel on kineetilist energiat, mida juhib Suur Pauk ja mis on siiani liikumises. Kogu päikesesüsteemis on palju huvitavaid objekte, mida uurida, ja nende liikumistee ennustamiseks on vaja mõista nende kineetilist energiat.
Kui vaatame kineetilise energia võrrandit, näeme, et see sõltub objekti kiiruse ruudust. See tähendab, et kui kiirus kahekordistub, suureneb selle dünaamika neli korda. Kui auto sõidab kiirusega 100 km / h, on selle energia neli korda suurem kui 50 km / h. Seetõttu on õnnetuses tekkida võiv kahju neli korda suurem kui õnnetus.
See energia ei saa olla negatiivne väärtus. See peab alati olema null või positiivne. Erinevalt sellest võib kiirusel olla sõltuvalt viitest positiivne või negatiivne väärtus. Kuid kiiruse ruudu kasutamisel saate alati positiivse väärtuse.
Praktiline näide
Oletame, et oleme astronoomiatunnis ja tahame paberipalli prügikasti panna. Pärast kauguse, jõu ja trajektoori arvutamist peame pallile rakendama teatud hulga kineetilist energiat, et see liiguks käest prügikasti. Teisisõnu, me peame selle aktiveerima. Kui paberipall meie käest lahkub, hakkab see kiirenema ja selle energiakoefitsient muutub nullist (kui oleme veel käes) X -ni, sõltuvalt sellest, kui kiiresti see jõuab.
Pumbatud pigi korral saavutab pall oma kõrgeima kineetilise energia koefitsiendi hetkel, mil see jõuab kõrgeima punktini. Sealt edasi, kui alustate oma laskumist prügikasti, hakkab teie kineetiline energia vähenema, kuna gravitatsioon tõmbab selle eemale ja muundab potentsiaalseks energiaks. Kui see jõuab prügikasti põhja või maapinnale ja peatub, naaseb paberkuuli kineetilise energia koefitsient nulli.
Loodan, et selle teabe abil saate rohkem teada saada, mis on kineetiline energia ja millised on selle omadused.