انرژی جنبشی

انرژی جنبشی

در زمینه فیزیک موسسه ، انرژی جنبشیبه یکی از مهمترین گونه ها برای حرکت اجسام محسوب می شود. با این حال ، اگر دانش اولیه از فیزیک را نداشته باشید ، درک آن دشوار است.

بنابراین ، ما قصد داریم این مقاله را اختصاص دهیم تا همه آنچه را که باید در مورد انرژی جنبشی و ویژگی های اصلی آن بدانید به شما بگوید.

انرژی جنبشی چیست

وقتی در مورد این نوع انرژی صحبت می کنید ، مردم آن را انرژی می دانند که برای تولید برق یا چیزی مشابه به دست می آید. انرژی جنبشی انرژی است که یک جسم به دلیل حرکت خود دارد. وقتی می خواهیم یک جسم را شتاب دهیم ، باید اعمال کنیم نیروی خاصی برای غلبه بر اصطکاک زمین یا هوابه برای این کار ، ما باید کاری انجام دهیم. بنابراین ، ما در حال انتقال انرژی به جسم هستیم و می تواند با سرعت ثابت حرکت کند.

این انرژی منتقل شده به نام انرژی جنبشی است. اگر انرژی اعمال شده به جسم افزایش یابد ، جسم شتاب می گیرد. با این حال ، اگر از اعمال انرژی به آن دست بکشیم ، انرژی جنبشی آن با اصطکاک کاهش می یابد تا زمانی که متوقف شود. انرژی جنبشی به جرم و سرعت جسم بستگی دارد.

بدنهایی با جرم کمتر برای شروع حرکت به کار کمتری نیاز دارند. هرچه سریعتر پیش بروید ، بدن جنبش بیشتری دارد. این انرژی می تواند به اجسام مختلف منتقل شود و بین آنها به نوع دیگری از انرژی تبدیل شود. برای مثال ، اگر فردی در حال دویدن است و با دیگری که در حالت استراحت بود برخورد کرد ، بخشی از انرژی جنبشی که در دونده بود به شخص دیگر منتقل می شود. انرژی مورد نیاز برای ایجاد یک حرکت باید همیشه بیشتر از نیروی اصطکاک با زمین یا سیال دیگری مانند آب یا هوا باشد.

محاسبه انرژی جنبشی

سرعت و کار

اگر می خواهیم مقدار این انرژی را محاسبه کنیم ، باید از استدلال هایی که در بالا توضیح داده شد پیروی کنیم. ابتدا کار خود را با یافتن شغل تمام شده آغاز می کنیم. برای انتقال انرژی جنبشی به جسم کار لازم است. همچنین ، با توجه به جرم جسم که به فاصله ای رانده می شود ، کار باید در یک نیرو ضرب شود. نیرو باید موازی با سطحی باشد که در آن است ، در غیر این صورت جسم حرکت نمی کند.

تصور کنید که می خواهید یک جعبه را جابجا کنید ، اما آن را به زمین فشار می دهید. جعبه قادر به غلبه بر مقاومت زمین نخواهد بود و حرکت نمی کند. برای حرکت آن ، باید کار و نیرو را در جهت موازی سطح اعمال کنیم. ما کار را W ، نیروی F ، جرم جسم m و فاصله d می نامیم. کار برابر است با نیروی بار مسافت. یعنی کاری که انجام می شود برابر با نیروی وارد شده به جسم است با مسافتی که به لطف آن نیروی وارد شده طی می کند. تعریف نیرو توسط جرم و شتاب جسم ارائه می شود. اگر جسم با سرعت ثابت در حال حرکت باشد ، به این معنی است که نیروی اعمال شده و نیروی اصطکاک دارای همان مقدار هستند. بنابراین ، آنها نیروهایی هستند که در تعادل نگه داشته می شوند.

نیروهای درگیر

چیزهای جالب انرژی جنبشی

هنگامی که نیروی وارد شده به جسم کاهش می یابد ، شروع به کاهش سرعت می کند تا زمانی که متوقف شود. یک مثال بسیار ساده ماشین است. وقتی در جاده ها ، آسفالت ، خاک و غیره رانندگی می کنیم. جاده به ما مقاومت می دهد. این مقاومت اصطکاک بین چرخ و سطح نامیده می شود. برای افزایش سرعت خودرو ، باید سوخت تولید کنیم تا انرژی جنبشی تولید شود. با این انرژی ، می توانید بر اصطکاک غلبه کرده و حرکت را شروع کنید.

با این حال ، اگر با ماشین حرکت کنیم و شتاب خود را متوقف کنیم ، اعمال نیرو را متوقف می کنیم. در صورت عدم وجود هیچ گونه نیرویی روی خودرو ، نیروی اصطکاک شروع به ترمز نمی کند تا زمانی که خودرو متوقف نشود. بنابراین ، مهم است که درک خوبی از قدرت سیستم مداخله داشته باشیم تا بتوانیم جهت مورد نظر شی را درک کنیم.

فرمول انرژی جنبشی

فرمول انرژی جنبشی

برای محاسبه انرژی جنبشی معادله ای وجود دارد که از استدلالی که قبلاً استفاده شده ناشی می شود. اگر سرعت اولیه و نهایی جسم را پس از طی مسافت بدانیم ، می توانیم شتاب را در فرمول جایگزین کنیم.

بنابراین ، هنگامی که مقدار خالص کار روی یک جسم انجام می شود ، مقداری که ما به آن انرژی جنبشی k می نامیم تغییر می کند.

برای فیزیکدانان ، درک انرژی جنبشی یک جسم برای مطالعه دینامیک آن ضروری است. برخی اجرام آسمانی در فضا وجود دارند که دارای آن هستند انرژی جنبشی که توسط انفجار بزرگ هدایت می شود و هنوز در حال حرکت است. در سرتاسر منظومه شمسی ، اشیاء جالب بسیاری برای مطالعه وجود دارد و برای پیش بینی مسیرهای حرکت آنها باید انرژی جنبشی آنها را درک کرد.

وقتی به معادله انرژی جنبشی نگاه می کنیم ، می بینیم که به مربع سرعت جسم بستگی دارد. این بدان معناست که وقتی سرعت دو برابر می شود ، دینامیک آن چهار برابر می شود. اگر خودرویی با سرعت 100 کیلومتر در ساعت حرکت کند ، انرژی آن چهار برابر خودرویی است که با سرعت 50 کیلومتر در ساعت حرکت می کند. بنابراین ، خسارتی که می تواند در یک حادثه ایجاد شود ، چهار برابر بیشتر از یک تصادف است.

این انرژی نمی تواند یک مقدار منفی باشدبه همیشه باید صفر یا مثبت باشد. بر خلاف آن ، سرعت بسته به مرجع می تواند مقدار مثبت یا منفی داشته باشد. اما هنگام استفاده از مربع سرعت ، همیشه یک مقدار مثبت دریافت می کنید.

مثال عملی

فرض کنید ما در کلاس نجوم هستیم و می خواهیم یک تکه کاغذ در سطل زباله بگذاریم. پس از محاسبه فاصله ، نیرو و خط سیر ، باید مقدار معینی انرژی جنبشی به توپ وارد کنیم تا آن را از دست خود به سطل زباله منتقل کنیم. به عبارت دیگر ، ما باید آن را فعال کنیم. وقتی گوی کاغذ دست ما را ترک می کند ، شتابش شروع می شود و ضریب انرژی آن بسته به سرعت رسیدن از صفر (در حالی که هنوز در دست هستیم) به X تغییر می کند.

در یک زمین پمپ شده ، توپ در لحظه رسیدن به بالاترین نقطه به بالاترین ضریب انرژی جنبشی خود می رسد. از آنجا ، هنگامی که نزول خود را به سطل زباله آغاز می کنید ، انرژی جنبشی شما کاهش می یابد ، زیرا توسط گرانش کشیده می شود و به انرژی بالقوه تبدیل می شود. وقتی به ته سطل زباله یا زمین می رسد و متوقف می شود ، ضریب انرژی جنبشی توپ کاغذی به صفر برمی گردد.

امیدوارم با این اطلاعات بتوانید در مورد انرژی جنبشی و ویژگی های آن بیشتر بدانید.


محتوای مقاله به اصول ما پیوست اخلاق تحریریه. برای گزارش یک خطا کلیک کنید اینجا.

اولین کسی باشید که نظر

نظر خود را بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخشهای موردنیاز علامتگذاری شدهاند با *

*

*

  1. مسئول داده ها: میگل آنخل گاتون
  2. هدف از داده ها: کنترل هرزنامه ، مدیریت نظرات.
  3. مشروعیت: رضایت شما
  4. ارتباط داده ها: داده ها به اشخاص ثالث منتقل نمی شوند مگر با تعهد قانونی.
  5. ذخیره سازی داده ها: پایگاه داده به میزبانی شبکه های Occentus (EU)
  6. حقوق: در هر زمان می توانید اطلاعات خود را محدود ، بازیابی و حذف کنید.