Instituto fizikos dalyke Kinetinė energija. Tai laikoma viena iš svarbiausių objektų judėjimo rūšių. Tačiau sunku suprasti, jei neturite pagrindinių fizikos žinių.
Todėl mes ketiname skirti šį straipsnį, kad papasakotume jums viską, ką reikia žinoti apie kinetinę energiją ir kokias pagrindines jos savybes.
Kas yra kinetinė energija
Kalbėdami apie šios rūšies energiją, žmonės mano, kad tai yra energija, gaunama elektros energijai gaminti ar kažkas panašaus. Kinetinė energija yra energija, kurią objektas turi dėl savo judėjimo. Kai norime pagreitinti objektą, turime kreiptis tam tikra jėga įveikti žemės ar oro trintį. Norėdami tai padaryti, turime atlikti tam tikrą darbą. Todėl mes perduodame energiją į objektą ir jis gali judėti pastoviu greičiu.
Būtent ši perduodama energija vadinama kinetine energija. Jei objektui naudojama energija padidės, objektas įsibėgės. Tačiau, jei mes nustosime naudoti energiją, jo kinetinė energija sumažės trinties metu, kol sustos. Kinetinė energija priklauso nuo objekto masės ir greičio.
Kūnams, kurių masė mažesnė, reikia mažiau darbo, kad jie pradėtų judėti. Kuo greičiau einate, tuo daugiau jūsų kūno kinetinės energijos. Ši energija gali būti perkelta į skirtingus objektus ir tarp jų transformuotis į kitą energijos rūšį. Pavyzdžiui, jei žmogus bėga ir susiduria su kitu, kuris buvo ramybėje, dalis kinetinės energijos, buvusios bėgiklyje, bus perduota kitam asmeniui. Energija, kurią reikia panaudoti judėjimui, visada turi būti didesnė už trinties jėgą su žeme ar kitu skysčiu, pavyzdžiui, vandeniu ar oru.
Kinetinės energijos apskaičiavimas
Jei norime apskaičiuoti šios energijos vertę, turime vadovautis aukščiau aprašytais samprotavimais. Pirma, mes pradedame ieškoti baigto darbo. Tam, kad kinetinė energija būtų perduota objektui, reikia darbo. Be to, atsižvelgiant į atstumo atstumto objekto masę, darbas turi būti padaugintas iš jėgos. Jėga turi būti lygiagreti paviršiui, ant kurio jis yra, kitaip objektas nejudės.
Įsivaizduokite, kad norite perkelti dėžę, bet stumiate ją ant žemės. Dėžutė negalės įveikti žemės pasipriešinimo ir nejudės. Kad jis judėtų, turime taikyti darbą ir jėgą lygiagrečiai paviršiui. Darbą vadinsime W, jėga F, objekto m m ir atstumu d. Darbas lygus jėgos ir atstumo atstumui. Tai yra, atliktas darbas yra lygus objektui veikiamai jėgai su atstumu, kurį jis nueina šios pritaikytos jėgos dėka. Jėgos apibrėžimą pateikia objekto masė ir pagreitis. Jei objektas juda pastoviu greičiu, tai reiškia, kad veikiama jėga ir trinties jėga turi tą pačią vertę. Todėl tai yra jėgos, kurios palaikomos pusiausvyroje.
Dalyvaujančios pajėgos
Kai objektui taikoma jėga sumažės, jis pradės lėtėti, kol sustos. Labai paprastas pavyzdys yra automobilis. Kai važiuojame keliais, asfaltu, purvu ir pan. Kelias mums siūlo pasipriešinimą. Šis pasipriešinimas vadinamas trintimi tarp rato ir paviršiaus. Norėdami padidinti automobilio greitį, turime sudeginti degalus, kad gautume kinetinę energiją. Su šia energija, galite įveikti trintį ir pradėti judėti.
Tačiau jei judėsime su automobiliu ir nustosime įsibėgėti, nustosime taikyti jėgą. Jei automobiliui nėra jokios jėgos, trinties jėga nepradės stabdyti, kol automobilis nesustos. Todėl svarbu gerai suprasti intervencijos sistemos stiprumą, kad suprastumėte objekto kryptį.
Kinetinės energijos formulė
Kinetinei energijai apskaičiuoti yra lygtis, kylanti iš anksčiau naudotų argumentų. Jei žinome pradinį ir galutinį objekto greitį po nuvažiuoto atstumo, pagreitį galime pakeisti formulėje.
Todėl, kai su objektu atliekamas grynasis darbo kiekis, kintama kinetinės energijos kiekis k.
Fizikams norint suprasti jo dinamiką, būtina suprasti objekto kinetinę energiją. Erdvėje yra keletas dangaus kūnų, kurie turi kinetinę energiją, kurią skatina Didysis sprogimas, ir juda iki šiol. Visoje Saulės sistemoje yra daug įdomių objektų, kuriuos reikia ištirti, ir norint suprasti jų trajektorijas, būtina suprasti jų kinetinę energiją.
Pažvelgus į kinetinės energijos lygtį, matome, kad ji priklauso nuo objekto greičio kvadrato. Tai reiškia, kad padvigubinus greitį, jo dinamika padidėja keturis kartus. Jei automobilis važiuoja 100 km / h greičiu, jo energija yra keturis kartus didesnė nei automobilio, važiuojančio 50 km / h greičiu. Todėl žala, kurią galima padaryti avarijos metu, yra keturis kartus didesnė nei avarijos metu.
Ši energija negali būti neigiama vertė. Jis visada turi būti lygus nuliui arba teigiamas. Skirtingai nuo jo, greitis gali turėti teigiamą arba neigiamą vertę, priklausomai nuo atskaitos. Bet kai naudojate greičio kvadratą, visada gaunate teigiamą vertę.
Praktinis pavyzdys
Tarkime, kad mes mokomės astronomijos klasėje ir norime į šiukšliadėžę įdėti popieriaus rutulį. Apskaičiavę atstumą, jėgą ir trajektoriją, turėsime rutuliui pritaikyti tam tikrą kinetinės energijos kiekį, kad jį perkeltume iš savo rankos į šiukšliadėžę. Kitaip tariant, mes turime jį suaktyvinti. Kai popieriaus rutulys paliks mūsų ranką, jis pradės greitėti, o jo energijos koeficientas pasikeis nuo nulio (kol mes dar esame rankoje) į X, priklausomai nuo to, kaip greitai jis pasieks.
Siurbiamame žingsnyje kamuolys pasieks didžiausią kinetinės energijos koeficientą tuo metu, kai pasieks aukščiausią tašką. Nuo tada, kai pradėsite nusileisti į šiukšliadėžę, jūsų kinetinė energija pradės mažėti, kai ją traukia gravitacija ir paverčiama potencialia energija. Kai jis pasiekia šiukšliadėžės dugną arba žemę ir sustoja, popieriaus rutulio kinetinės energijos koeficientas grįš į nulį.
Tikiuosi, kad turėdami šią informaciją galėsite daugiau sužinoti, kas yra kinetinė energija ir kokios jos savybės.