Instituutin fysiikan aiheessa Kineettinen energia. Sitä pidetään yhtenä tärkeimmistä esineiden liikkumisen lajeista. Sitä on kuitenkin vaikea ymmärtää, jos sinulla ei ole perustietoja fysiikasta.
Siksi aiomme omistaa tämän artikkelin kertoaksemme sinulle kaiken, mitä sinun tarvitsee tietää kineettisestä energiasta ja sen tärkeimmistä ominaisuuksista.
Mikä on liike -energia
Kun puhutaan tämän tyyppisestä energiasta, ihmiset ajattelevat sen olevan energiaa, joka saadaan sähkön tuottamiseen tai jotain vastaavaa. Kineettinen energia on energiaa, joka esineellä on liikkeen vuoksi. Kun haluamme kiihdyttää objektia, meidän on haettava tietty voima maan tai ilman kitkan voittamiseksi. Tätä varten meidän on tehtävä työtä. Siksi siirrämme energiaa kohteeseen ja se voi liikkua vakionopeudella.
Se on tämä siirretty energia, jota kutsutaan kineettiseksi energiaksi. Jos kohteeseen kohdistuva energia kasvaa, kohde kiihtyy. Jos kuitenkin lopetamme energian käyttämisen siihen, sen liike -energia pienenee kitkan myötä, kunnes se pysähtyy. Kineettinen energia riippuu kohteen massasta ja nopeudesta.
Kehot, joilla on vähemmän massaa, tarvitsevat vähemmän työtä liikkeen aloittamiseksi. Mitä nopeammin menet, sitä enemmän kineettistä energiaa kehossasi on. Tämä energia voidaan siirtää eri kohteisiin ja niiden välillä muuntaa toisenlainen energia. Jos esimerkiksi henkilö juoksee ja törmää lepäävään toiseen, osa juoksussa olevasta kineettisestä energiasta siirtyy toiselle henkilölle. Energian, joka on käytettävä liikkeen olemassaoloon, on aina oltava suurempi kuin kitkavoima maahan tai muuhun nesteeseen, kuten veteen tai ilmaan.
Kineettisen energian laskeminen
Jos haluamme laskea tämän energian arvon, meidän on noudatettava edellä kuvattua päättelyä. Ensinnäkin etsimme valmiita töitä. Kineettisen energian siirtäminen kohteeseen vaatii työtä. Kun otetaan huomioon myös etäisyyden työnnettävän esineen massa, työ on kerrottava voimalla. Voiman on oltava yhdensuuntainen sen pinnan kanssa, jolla se on, muuten esine ei liiku.
Kuvittele, että haluat siirtää laatikon, mutta painat sen maahan. Laatikko ei pysty voittamaan maan vastusta eikä liiku. Jotta se liikkuisi, meidän on kohdistettava työtä ja voimaa pinnan suuntaiseen suuntaan. Kutsumme työtä W, voimaa F, kappaleen massaa m ja etäisyyttä d. Työ on yhtä suuri kuin voima ja etäisyys. Toisin sanoen suoritettu työ on yhtä suuri kuin esineeseen kohdistettu voima etäisyydellä, jonka se kulkee sovelletun voiman ansiosta. Voiman määritelmä saadaan kohteen massasta ja kiihtyvyydestä. Jos esine liikkuu vakionopeudella, se tarkoittaa, että käytetyllä voimalla ja kitkavoimalla on sama arvo. Siksi ne ovat voimia, jotka pidetään tasapainossa.
Mukana olevat joukot
Kun kohteeseen kohdistuva voima vähenee, se alkaa hidastua, kunnes se pysähtyy. Hyvin yksinkertainen esimerkki on auto. Kun ajamme teillä, asfaltilla, lialla jne. Tie tarjoaa meille vastarintaa. Tätä vastusta kutsutaan kitkaa pyörän ja pinnan välillä. Auton nopeuden lisäämiseksi meidän on poltettava polttoainetta kineettisen energian tuottamiseksi. Tällä energialla, voit voittaa kitkan ja aloittaa liikkumisen.
Jos kuitenkin liikumme auton kanssa ja lopetamme kiihdytyksen, lopetamme voiman kohdistamisen. Jos autoon ei kohdistu voimaa, kitkavoima ei jarruta ennen kuin auto pysähtyy. Siksi on tärkeää ymmärtää hyvin interventiojärjestelmän vahvuus, jotta ymmärretään kohteen suunta.
Kineettisen energian kaava
Kineettisen energian laskemiseksi on yhtälö, joka syntyy aiemmin käytetyistä päättelyistä. Jos tiedämme kohteen alku- ja loppunopeuden kuljetun matkan jälkeen, voimme korvata kiihtyvyyden kaavassa.
Siksi, kun objektiin tehdään nettomäärä työtä, liike -energiaksi kutsuttu määrä muuttuu.
Fyysikoille kohteen kineettisen energian ymmärtäminen on välttämätöntä sen dynamiikan tutkimiseksi. Avaruudessa on joitain taivaankappaleita alkuräjähdyksen aiheuttamaa liike -energiaa ja ovat edelleen liikkeessä tähän päivään asti. Koko aurinkokunnassa on monia mielenkiintoisia tutkittavia kohteita, ja niiden kineettinen energia on ymmärrettävä, jotta voidaan ennustaa niiden liikeradat.
Kun tarkastelemme liike -energiayhtälöä, voimme nähdä, että se riippuu kohteen nopeuden neliöstä. Tämä tarkoittaa, että kun nopeus kaksinkertaistetaan, sen dynamiikka kasvaa neljä kertaa. Jos auto kulkee nopeudella 100 km / h, sen energia on neljä kertaa suurempi kuin 50 km / h nopeudella. Siksi onnettomuudessa mahdollisesti aiheutuva vahinko on neljä kertaa suurempi kuin onnettomuus.
Tämä energia ei voi olla negatiivinen arvo. Sen on aina oltava nolla tai positiivinen. Toisin kuin nopeudella, voi olla positiivinen tai negatiivinen arvo ohjearvosta riippuen. Mutta kun käytät nopeuden neliötä, saat aina positiivisen arvon.
Käytännön esimerkki
Oletetaan, että olemme tähtitieteen luokassa ja haluamme laittaa paperipallon roskakoriin. Etäisyyden, voiman ja liikeradan laskemisen jälkeen meidän on kohdistettava palloon tietty määrä liike -energiaa, jotta se voidaan siirtää kädestämme roskakoriin. Toisin sanoen meidän on aktivoitava se. Kun paperipallo poistuu kädestämme, se alkaa kiihtyä ja sen energiakerroin muuttuu nollasta (kun olemme edelleen kädessä) X: ään sen mukaan, kuinka nopeasti se saavuttaa.
Pumpattavassa kentässä pallo saavuttaa korkeimman liike -energian kerroimensa sillä hetkellä, kun se saavuttaa korkeimman pisteen. Sieltä, kun aloitat laskeutumisen roskakoriin, kineettinen energiasi alkaa laskea, kun painovoima vetää sen pois ja muuntaa potentiaaliseksi energiaksi. Kun se saavuttaa roskakorin tai maan pohjan ja pysähtyy, paperipallon liike -energian kerroin palautuu nollaan.
Toivon, että näiden tietojen avulla voit oppia lisää siitä, mitä kineettinen energia on ja mitä sen ominaisuudet ovat.