Enerxía cinética

No tema de física do instituto o Enerxía cinética. Está considerada unha das especies máis importantes para o movemento de obxectos. Non obstante, é difícil de entender se non tes coñecementos básicos de física.

Polo tanto, imos dedicar este artigo a contarche todo o que necesitas saber sobre a enerxía cinética e cales son as súas principais características.

Que é a enerxía cinética

Cando se fala deste tipo de enerxía, a xente pénsaa como unha enerxía que se obtén para xerar electricidade ou algo similar. A enerxía cinética é a enerxía que ten un obxecto debido ao seu movemento. Cando queremos acelerar un obxecto, debemos aplicar unha certa forza para superar a fricción do chan ou do aire. Para iso, necesitamos facer un traballo. Polo tanto, estamos a transferir enerxía ao obxecto e pode moverse a unha velocidade constante.

É esta enerxía transferida chamada enerxía cinética. Se a enerxía aplicada ao obxecto aumenta, o obxecto acelerará. Non obstante, se deixamos de aplicarlle enerxía, a súa enerxía cinética diminuirá co rozamento ata que pare. A enerxía cinética depende da masa e da velocidade do obxecto.

Os corpos con menos masa precisan menos traballo para comezar a moverse. Canto máis rápido vas, máis enerxía cinética ten o teu corpo. Esta enerxía pódese transferir a diferentes obxectos e entre eles transformarse noutro tipo de enerxía. Por exemplo, se unha persoa está correndo e choca con outra que estaba en repouso, parte da enerxía cinética que había no corredor pasarase á outra persoa. A enerxía que hai que aplicar para que exista un movemento sempre debe ser maior que a forza de rozamento co chan ou outro fluído como a auga ou o aire.

Cálculo da enerxía cinética

Se queremos calcular o valor desta enerxía, debemos seguir o razoamento descrito anteriormente. En primeiro lugar, comezamos por atopar o traballo rematado. Hai que traballar para transferir enerxía cinética ao obxecto. Ademais, tendo en conta a masa do obxecto que se empuxa a unha distancia, o traballo debe multiplicarse por unha forza. A forza debe ser paralela á superficie sobre a que está, se non, o obxecto non se moverá.

Imaxina que queres mover unha caixa, pero empúxaa ao chan. A caixa non poderá superar a resistencia do chan e non se moverá. Para que se mova, debemos aplicar traballo e forza nunha dirección paralela á superficie. Chamaremos á obra W, á forza F, á masa do obxecto m e á distancia d. O traballo é igual a forza e distancia. É dicir, o traballo que se fai é igual á forza aplicada ao obxecto coa distancia que percorre grazas a esa forza aplicada. A definición de forza vén dada pola masa e a aceleración do obxecto. Se o obxecto se move a unha velocidade constante, significa que a forza que se aplica e a forza de rozamento teñen o mesmo valor. Polo tanto, son forzas que se manteñen en equilibrio.

Forzas implicadas

Unha vez que a forza aplicada ao obxecto diminúe, comezará a desacelerarse ata deterse. Un exemplo moi sinxelo é un coche. Cando circulamos por estradas, asfalto, terra, etc. A estrada ofrécenos resistencia. Esta resistencia chámase rozamento entre a roda e a superficie. Para aumentar a velocidade dun coche, debemos queimar combustible para xerar enerxía cinética. Con esta enerxía, pode superar a fricción e comezar a moverse.

Non obstante, se nos movemos co coche e deixamos de acelerar, deixaremos de aplicar forza. A falta de forza no coche, a forza de rozamento non comezará a frear ata que o coche se deterá. Polo tanto, é importante ter unha boa comprensión da forza do sistema de intervención para comprender a dirección que tomará o obxecto.

Fórmula de enerxía cinética

Para calcular a enerxía cinética hai unha ecuación que xorde do razoamento empregado anteriormente. Se coñecemos a velocidade inicial e final do obxecto despois dunha distancia percorrida, podemos substituír a aceleración na fórmula.

Polo tanto, cando se realiza un traballo neto nun obxecto, a cantidade que chamamos enerxía cinética k cambia.

Para os físicos, comprender a enerxía cinética dun obxecto é esencial para estudar a súa dinámica. Hai algúns corpos celestes no espazo que o teñen enerxía cinética impulsada polo Big Bang e aínda están en movemento ata o día de hoxe. En todo o sistema solar hai moitos obxectos interesantes que estudar e é necesario comprender a súa enerxía cinética para predicir as súas traxectorias.

Cando observamos a ecuación da enerxía cinética, podemos ver que depende do cadrado da velocidade do obxecto. Isto significa que cando a velocidade se duplica, a súa dinámica aumenta catro veces. Se un coche viaxa a 100 km / h, a súa enerxía é catro veces maior que a dun coche que viaxa a 50 km / h. Polo tanto, os danos que se poden causar nun accidente son catro veces maiores que os dun accidente.

Esta enerxía non pode ser un valor negativo. Sempre ten que ser cero ou positivo. A diferenza dela, a velocidade pode ter un valor positivo ou negativo segundo a referencia. Pero ao usar a velocidade ao cadrado, sempre obtén un valor positivo.

Exemplo práctico

Supoñamos que estamos nunha clase de astronomía e queremos meter unha bola de papel na papeleira. Despois de calcular a distancia, forza e traxectoria, teremos que aplicar unha cantidade de enerxía cinética á bola para movela da nosa man á papeleira. Noutras palabras, debemos activalo. Cando a bola de papel saia da nosa man, comezará a acelerarse e o seu coeficiente de enerxía cambiará de cero (mentres aínda estamos na man) a X, dependendo do rápido que alcance.

Nun lanzamento bombeado, a pelota alcanzará o seu maior coeficiente de enerxía cinética no momento en que alcance o punto máis alto. A partir de aí, a medida que comece o seu descenso cara ao colector de lixo, a súa enerxía cinética comezará a diminuír a medida que sexa atraída pola gravidade e convertida en enerxía potencial. Cando chegue ao fondo da papeleira ou ao chan e detense, o coeficiente de enerxía cinética da bola de papel volverá a cero.

Espero que con esta información poida aprender máis sobre que é a enerxía cinética e cales son as súas características.