La subiectul de fizică al institutului Energie kinetică. Este considerată una dintre cele mai importante specii pentru mișcarea obiectelor. Cu toate acestea, este dificil de înțeles dacă nu aveți cunoștințe de bază despre fizică.
Prin urmare, vom dedica acest articol pentru a vă spune tot ce trebuie să știți despre energia cinetică și care sunt principalele sale caracteristici.
Ce este energia cinetică
Când vorbesc despre acest tip de energie, oamenii îl consideră ca pe o energie care se obține pentru a genera electricitate sau ceva similar. Energia cinetică este energia pe care o are un obiect datorită mișcării sale. Când vrem să accelerăm un obiect, trebuie să aplicăm o anumită forță pentru a depăși fricțiunea solului sau a aerului. Pentru aceasta, trebuie să facem o treabă. Prin urmare, transferăm energie către obiect și se poate deplasa cu o viteză constantă.
Această energie transferată se numește energie cinetică. Dacă energia aplicată obiectului crește, obiectul va accelera. Cu toate acestea, dacă încetăm să îi aplicăm energie, energia cinetică a acesteia va scădea cu frecare până când se oprește. Energia cinetică depinde de masa și viteza obiectului.
Corpurile cu masă mai mică au nevoie de mai puțină muncă pentru a începe să se miște. Pe măsură ce se atinge o viteză mai mare, mai multă energie cinetică are corpul. Această energie poate fi transferată la diferite obiecte și între ele pentru a se transforma într-un alt tip de energie. De exemplu, dacă o persoană aleargă și se ciocnește cu o altă persoană care se afla în repaus, o parte din energia cinetică care se afla în alergător va fi transmisă celeilalte persoane. Energia care trebuie aplicată pentru ca o mișcare să existe trebuie să fie întotdeauna mai mare decât forța de frecare cu solul sau cu un alt fluid, cum ar fi apa sau aerul.
Calculul energiei cinetice
Dacă vrem să calculăm valoarea acestei energii, trebuie să urmăm raționamentul descris mai sus. În primul rând, începem prin a găsi locul de muncă terminat. Este nevoie de muncă pentru a transfera energia cinetică către obiect. De asemenea, având în vedere masa obiectului împins la distanță, lucrarea trebuie înmulțită cu o forță. Forța trebuie să fie paralelă cu suprafața pe care se află, altfel obiectul nu se va mișca.
Imaginați-vă că doriți să mutați o cutie, dar o împingeți la pământ. Cutia nu va putea depăși rezistența solului și nu se va mișca. Pentru ca acesta să se miște, trebuie să aplicăm munca și forța într-o direcție paralelă cu suprafața. Vom numi lucrarea W, forța F, masa obiectului m și distanța d. Munca este egală cu forța și distanța. Adică, munca efectuată este egală cu forța aplicată obiectului cu distanța pe care o parcurge grație acelei forțe aplicate. Definiția forței este dată de masă și de accelerația obiectului. Dacă obiectul se mișcă la o viteză constantă, înseamnă că forța aplicată și forța de frecare au aceeași valoare. Prin urmare, acestea sunt forțe care sunt menținute în echilibru.
Forțele implicate
Odată ce forța aplicată obiectului scade, acesta va începe să decelereze până se oprește. Un exemplu foarte simplu este o mașină. Când conducem pe drumuri, asfalt, murdărie etc. Drumul ne oferă rezistență. Această rezistență se numește frecare între roată și suprafață. Pentru a crește viteza unei mașini, trebuie să ardem combustibil pentru a genera energie cinetică. Cu această energie, poți depăși fricțiunea și începe să te miști.
Cu toate acestea, dacă ne deplasăm cu mașina și oprim accelerarea, vom opri aplicarea forței. În absența oricărei forțe asupra mașinii, forța de frecare nu va începe să frâneze până când mașina nu se oprește. Prin urmare, este important să înțelegem bine puterea sistemului de intervenție pentru a înțelege direcția pe care o va lua obiectul.
Formula energiei cinetice
Pentru a calcula energia cinetică există o ecuație care apare din raționamentul folosit anterior. Dacă cunoaștem viteza inițială și finală a obiectului după o distanță parcursă, putem înlocui accelerația din formulă.
Prin urmare, atunci când se face o cantitate netă de lucru pe un obiect, cantitatea pe care o numim energie cinetică k se schimbă.
Pentru fizicieni, înțelegerea energiei cinetice a unui obiect este esențială pentru studierea dinamicii acestuia. Există câteva corpuri cerești în spațiu care au energie cinetică condusă de Big Bang și sunt încă în mișcare până în prezent. De-a lungul sistemului solar, există multe obiecte interesante de studiat și este necesar să le înțelegem energia cinetică pentru a le prezice traiectoria.
Când ne uităm la ecuația energiei cinetice, putem vedea că aceasta depinde de pătratul vitezei obiectului. Aceasta înseamnă că, atunci când viteza este dublată, dinamica acesteia crește de patru ori. Dacă o mașină circulă cu 100 km / h, energia acesteia este de patru ori mai mare decât cea a unei mașini care călătorește cu 50 km / h. Prin urmare, daunele care pot fi cauzate într-un accident sunt de patru ori mai mari decât cele ale unui accident.
Această energie nu poate fi o valoare negativă. Întotdeauna trebuie să fie zero sau pozitiv. Spre deosebire de aceasta, viteza poate avea o valoare pozitivă sau negativă în funcție de referință. Dar când utilizați viteza pătrată, obțineți întotdeauna o valoare pozitivă.
Exemplu practic
Să presupunem că suntem într-o clasă de astronomie și vrem să punem o minge de hârtie în coșul de gunoi. După calcularea distanței, forței și traiectoriei, va trebui să aplicăm o anumită cantitate de energie cinetică mingii pentru a o muta din mâna noastră în coșul de gunoi. Cu alte cuvinte, trebuie să-l activăm. Când bila de hârtie ne părăsește mâna, aceasta va începe să accelereze, iar coeficientul său de energie se va schimba de la zero (cât suntem încă în mână) la X, în funcție de cât de repede ajunge.
Într-un pas pompat, bila va atinge cel mai mare coeficient de energie cinetică în momentul în care atinge punctul cel mai înalt. De acolo, pe măsură ce își începe coborârea în coșul de gunoi, energia sa cinetică va începe să scadă pe măsură ce este trasă de gravitație și convertită în energie potențială. Când ajunge la fundul coșului de gunoi sau la sol și se oprește, coeficientul de energie cinetică al bilei de hârtie va reveni la zero.
Sper că cu aceste informații puteți afla mai multe despre ce este energia cinetică și care sunt caracteristicile acesteia.