Institūta fizikas priekšmetā Kinētiskā enerģija. Tā tiek uzskatīta par vienu no svarīgākajām sugām objektu kustībai. Tomēr to ir grūti saprast, ja jums nav fizikas pamatzināšanu.
Tāpēc mēs veltīsim šo rakstu, lai pastāstītu jums visu, kas jums jāzina par kinētisko enerģiju un tās galvenajām īpašībām.
Kas ir kinētiskā enerģija
Runājot par šāda veida enerģiju, cilvēki to uzskata par enerģiju, kas tiek iegūta elektroenerģijas ražošanai vai tamlīdzīgi. Kinētiskā enerģija ir enerģija, kas objektam ir tās kustības dēļ. Kad mēs vēlamies paātrināt objektu, mums ir jāpiesakās noteiktu spēku, lai pārvarētu zemes vai gaisa berzi. Šim nolūkam mums ir jādara darbs. Tāpēc mēs nododam enerģiju objektam, un tas var pārvietoties nemainīgā ātrumā.
Šo pārnesto enerģiju sauc par kinētisko enerģiju. Ja objektam pielietotā enerģija palielinās, objekts paātrināsies. Tomēr, ja mēs pārtrauksim tam pielietot enerģiju, tā kinētiskā enerģija samazināsies ar berzi, līdz tā apstāsies. Kinētiskā enerģija ir atkarīga no objekta masas un ātruma.
Ķermeniem ar mazāku masu ir nepieciešams mazāk darba, lai sāktu kustēties. Jo ātrāk jūs ejat, jo lielāka ķermeņa kinētiskā enerģija. Šo enerģiju var pārnest uz dažādiem objektiem un starp tiem pārveidot par cita veida enerģiju. Piemēram, ja cilvēks skrien un saduras ar citu, kurš bija miera stāvoklī, daļa no skrējienā esošās kinētiskās enerģijas tiks nodota otrai personai. Enerģijai, kas jāpielieto kustības pastāvēšanai, vienmēr jābūt lielākai par berzes spēku ar zemi vai citu šķidrumu, piemēram, ūdeni vai gaisu.
Kinētiskās enerģijas aprēķins
Ja mēs vēlamies aprēķināt šīs enerģijas vērtību, mums jāievēro iepriekš aprakstītais pamatojums. Pirmkārt, mēs sākam atrast gatavu darbu. Lai pārvietotu kinētisko enerģiju uz objektu, nepieciešams darbs. Tāpat, ņemot vērā objekta masu, kas tiek stumts attālumā, darbs jāreizina ar spēku. Spēkam jābūt paralēlam virsmai, uz kuras tas atrodas, pretējā gadījumā objekts nekustēsies.
Iedomājieties, ka vēlaties pārvietot kastīti, bet jūs to piespiežat pie zemes. Kastīte nespēs pārvarēt zemes pretestību un nekustēsies. Lai tas kustētos, mums jāpieliek darbs un spēks paralēli virsmai. Mēs sauksim darbu W, spēku F, objekta masu m un attālumu d. Darbs ir vienāds ar spēka un attāluma attālumu. Tas ir, paveiktais darbs ir vienāds ar objektam pielikto spēku ar attālumu, kuru tas veic, pateicoties šim pielietotajam spēkam. Spēka definīciju nosaka objekta masa un paātrinājums. Ja objekts pārvietojas ar nemainīgu ātrumu, tas nozīmē, ka pielietojamajam spēkam un berzes spēkam ir vienāda vērtība. Tāpēc tie ir spēki, kas tiek turēti līdzsvarā.
Iesaistītie spēki
Kad spēks, kas tiek pielikts objektam, samazinās, tas sāks palēnināties, līdz tas apstāsies. Ļoti vienkāršs piemērs ir automašīna. Kad mēs braucam pa ceļiem, asfaltu, netīrumiem utt. Ceļš mums piedāvā pretestību. Šo pretestību sauc par berzi starp riteni un virsmu. Lai palielinātu automašīnas ātrumu, mums jāsadedzina degviela, lai radītu kinētisko enerģiju. Ar šo enerģiju, jūs varat pārvarēt berzi un sākt kustēties.
Tomēr, ja mēs pārvietosimies kopā ar automašīnu un pārstāsim paātrināties, mēs pārtrauksim spēka pielietošanu. Ja automašīnai nav nekāda spēka, berzes spēks nesāks bremzēt, kamēr automašīna neapstāsies. Tāpēc ir svarīgi labi izprast intervences sistēmas spēku, lai saprastu objekta virzienu.
Kinētiskās enerģijas formula
Kinētiskās enerģijas aprēķināšanai ir vienādojums, kas izriet no iepriekš izmantotajiem argumentiem. Ja mēs zinām objekta sākotnējo un galīgo ātrumu pēc nobraukta attāluma, paātrinājumu varam aizstāt formulā.
Tāpēc, kad objektā tiek veikts neto darba apjoms, mainās daudzums, ko mēs saucam par kinētisko enerģiju k.
Fiziķiem objekta kinētiskās enerģijas izpratne ir būtiska, lai izpētītu tā dinamiku. Kosmosā ir daži debess ķermeņi kinētiskā enerģija, ko virza Lielais sprādziens un kas joprojām ir kustībā. Visā Saules sistēmā ir daudz interesantu izpētāmu objektu, un, lai prognozētu to trajektorijas, ir jāsaprot to kinētiskā enerģija.
Aplūkojot kinētiskās enerģijas vienādojumu, mēs redzam, ka tas ir atkarīgs no objekta ātruma kvadrāta. Tas nozīmē, ka, dubultojot ātrumu, tā dinamika palielinās četras reizes. Ja automašīna pārvietojas ar ātrumu 100 km / h, tā enerģija ir četras reizes lielāka nekā automašīnai, kas pārvietojas ar ātrumu 50 km / h. Tāpēc bojājumi, ko var nodarīt negadījumā, ir četras reizes lielāki nekā nelaimes gadījumā.
Šī enerģija nevar būt negatīva vērtība. Tam vienmēr jābūt nullei vai pozitīvam. Atšķirībā no tā ātrumam atkarībā no atsauces var būt pozitīva vai negatīva vērtība. Bet, izmantojot ātruma kvadrātu, jūs vienmēr iegūstat pozitīvu vērtību.
Praktisks piemērs
Pieņemsim, ka mēs mācāmies astronomijas klasē un vēlamies ievietot papīra bumbiņu miskastē. Pēc attāluma, spēka un trajektorijas aprēķināšanas mums būs jāpieliek bumbiņai noteikts daudzums kinētiskās enerģijas, lai to pārvietotu no rokas uz miskasti. Citiem vārdiem sakot, mums tas ir jāaktivizē. Kad papīra bumba atstās mūsu roku, tā sāks paātrināties, un tās enerģijas koeficients mainīsies no nulles (kamēr mēs vēl esam rokā) uz X atkarībā no tā, cik ātri tā sasniedz.
Sūknētā piķī bumba sasniegs augstāko kinētiskās enerģijas koeficientu brīdī, kad tā sasniegs augstāko punktu. No turienes, kad jūs nolaižaties atkritumu tvertnē, jūsu kinētiskā enerģija sāks samazināties, jo gravitācija to atņem un pārvērš potenciālajā enerģijā. Sasniedzot atkritumu tvertnes dibenu vai zemi un apstājoties, papīra lodītes kinētiskās enerģijas koeficients atgriezīsies nulles līmenī.
Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par to, kas ir kinētiskā enerģija un kādas ir tās īpašības.