Az intézet fizika tantárgyában az Kinetikus energia. A tárgyak mozgásának egyik legfontosabb fajaként tartják számon. Nehéz azonban megérteni, ha nem rendelkezik alapvető fizikai ismeretekkel.
Ezért ezt a cikket annak szenteljük, hogy elmondjunk mindent, amit a mozgási energiáról és annak fő jellemzőiről tudni kell.
Mi a kinetikus energia
Amikor ilyen típusú energiáról beszélünk, az emberek úgy gondolnak rá, mint energiára, amelyet villamosenergia -termeléshez vagy valami hasonlóhoz nyernek. A kinetikus energia az az energia, amely egy tárgynak a mozgása miatt van. Ha gyorsítani akarunk egy objektumot, akkor alkalmaznunk kell egy bizonyos erő a talaj vagy a levegő súrlódásának leküzdésére. Ehhez munkát kell végeznünk. Ezért energiát viszünk át a tárgyra, és az állandó sebességgel mozoghat.
Ez az átadott energia, az úgynevezett mozgási energia. Ha az objektumra alkalmazott energia növekszik, az objektum felgyorsul. Ha azonban abbahagyjuk az energia alkalmazását, mozgási energiája a súrlódással csökken, amíg le nem áll. A kinetikus energia a tárgy tömegétől és sebességétől függ.
A kisebb tömegű testeknek kevesebb munkára van szükségük a mozgáshoz. Minél gyorsabban megy, annál több kinetikus energiája van a testének. Ez az energia átvihető különböző tárgyakra és közöttük, hogy más típusú energiává alakuljon át. Például, ha egy személy fut, és ütközik egy nyugalmi állapotban lévő másikkal, akkor a futóban lévő mozgási energia egy része átkerül a másik személyre. A mozgáshoz szükséges energiának mindig nagyobbnak kell lennie, mint a talajjal vagy más folyadékkal, például vízzel vagy levegővel szembeni súrlódási erő.
A mozgási energia kiszámítása
Ha ennek az energiának az értékét akarjuk kiszámítani, akkor a fent leírt érvelést kell követnünk. Először is a kész munka megkeresésével kezdjük. Munkát igényel a mozgási energia átvitele a tárgyra. Ezenkívül, tekintettel a távolságra tolott tárgy tömegére, a munkát meg kell szorozni egy erővel. Az erőnek párhuzamosnak kell lennie a felülettel, amelyen van, különben a tárgy nem mozog.
Képzelje el, hogy mozgatni szeretne egy dobozt, de a földre nyomja. A doboz nem lesz képes leküzdeni a talaj ellenállását, és nem mozog. Annak érdekében, hogy mozoghasson, munkát és erőt kell alkalmaznunk a felülettel párhuzamos irányban. A W munkát, az F erőt, az objektum tömegét m és a d távolságot nevezzük. A munka megegyezik az erő és a távolság távolságával. Vagyis az elvégzett munka megegyezik az objektumra kifejtett erővel a megtett távolsággal annak az alkalmazott erőnek köszönhetően. Az erő definícióját a tárgy tömege és gyorsulása adja. Ha a tárgy állandó sebességgel mozog, az azt jelenti, hogy az alkalmazott erő és a súrlódási erő értéke azonos. Ezért ezek egyensúlyban tartott erők.
Az érintett erők
Amint az objektumra kifejtett erő csökken, addig lassulni kezd, amíg meg nem áll. Egy nagyon egyszerű példa az autó. Amikor utakon, aszfalton, szennyeződésen stb. Az út ellenállást kínál számunkra. Ezt az ellenállást súrlódásnak nevezik a kerék és a felület között. Az autó sebességének növelése érdekében üzemanyagot kell elégetnünk, hogy kinetikus energiát termeljünk. Ezzel az energiával, leküzdheti a súrlódást és elkezdhet mozogni.
Ha azonban az autóval együtt haladunk és abbahagyjuk a gyorsulást, akkor leállítjuk az erő alkalmazását. Az autóra ható erő hiányában a súrlódási erő nem kezd fékezni, amíg az autó meg nem áll. Ezért fontos, hogy jól megértsük a beavatkozási rendszer erejét, hogy megértsük az objektum irányát.
Kinetikus energia képlete
A kinetikus energia kiszámításához van egy egyenlet, amely a korábban alkalmazott érvelésből adódik. Ha tudjuk az objektum kezdeti és végső sebességét megtett távolság után, akkor helyettesíthetjük a gyorsulást a képletben.
Ezért, ha nettó mennyiségű munkát végeznek egy objektumon, akkor az általunk kinetikus energiának nevezett mennyiség megváltozik.
A fizikusok számára az objektum mozgási energiájának megértése elengedhetetlen a dinamika tanulmányozásához. Vannak égitestek az űrben mozgási energiát az ősrobbanás hajtja, és a mai napig mozgásban vannak. Az egész Naprendszerben sok érdekes tárgyat kell tanulmányozni, és meg kell értenünk mozgási energiájukat, hogy megjósoljuk a pályájukat.
Ha megnézzük a kinetikus energia egyenletet, láthatjuk, hogy az az objektum sebességének négyzetétől függ. Ez azt jelenti, hogy ha a sebességet megduplázzuk, dinamikája négyszeresére nő. Ha egy autó 100 km / h sebességgel halad, az energiája négyszerese az 50 km / h sebességgel közlekedő autóénak. Ezért a balesetben okozható kár négyszer nagyobb, mint a baleseté.
Ez az energia nem lehet negatív érték. Ennek mindig nullának vagy pozitívnak kell lennie. Ettől eltérően a sebesség a referenciától függően lehet pozitív vagy negatív érték. De ha a sebesség négyzetét használjuk, mindig pozitív értéket kapunk.
Gyakorlati példa
Tegyük fel, hogy csillagászati osztályba járunk, és papírgolyót szeretnénk a kukába tenni. A távolság, az erő és a pálya kiszámítása után bizonyos mennyiségű mozgási energiát kell alkalmaznunk a labdára, hogy a kezünkből a kukába helyezzük. Más szóval, aktiválnunk kell. Amikor a papírgolyó elhagyja a kezünket, gyorsulni kezd, és az energia együtthatója nulláról (amíg még a kezünkben vagyunk) X -re változik, attól függően, hogy milyen gyorsan éri el.
Szivattyúzott pályán a labda a legmagasabb kinetikai energia együtthatót fogja elérni abban a pillanatban, amikor eléri a legmagasabb pontot. Innentől kezdve, amikor elkezdi leereszkedni a szemetesbe, kinetikus energiája csökkenni fog, amikor a gravitáció húzza és potenciális energiává alakítja. Amikor eléri a szeméttároló alját vagy a talajt, és megáll, a papírgolyó mozgási energiájának együtthatója nullára tér vissza.
Remélem, hogy ezekkel az információkkal többet megtudhat arról, hogy mi a mozgási energia és milyen jellemzői vannak.