Energjia kinetike

Në lëndën e fizikës të institutit Energjia kinetikeMe Konsiderohet si një nga speciet më të rëndësishme për lëvizjen e objekteve. Sidoqoftë, është e vështirë të kuptohet nëse nuk keni njohuri themelore të fizikës.

Prandaj, ne do ta kushtojmë këtë artikull për t'ju treguar gjithçka që duhet të dini për energjinë kinetike dhe cilat janë karakteristikat kryesore të saj.

Çfarë është energjia kinetike

Kur flasim për këtë lloj energjie, njerëzit e konsiderojnë atë si energji që merret për të gjeneruar energji elektrike ose diçka të ngjashme. Energjia kinetike është energjia që ka një objekt për shkak të lëvizjes së tij. Kur duam të përshpejtojmë një objekt, duhet të aplikojmë një forcë e caktuar për të kapërcyer fërkimin e tokës ose ajritMe Për këtë, ne duhet të bëjmë një punë. Prandaj, ne po transferojmë energji në objekt dhe ai mund të lëvizë me një shpejtësi konstante.

Thisshtë kjo energji e transferuar e quajtur energji kinetike. Nëse energjia e aplikuar në objekt rritet, objekti do të përshpejtohet. Sidoqoftë, nëse ndalojmë së aplikuari energji në të, energjia e tij kinetike do të ulet me fërkimin derisa të ndalet. Energjia kinetike varet nga masa dhe shpejtësia e objektit.

Trupat me më pak masë kanë nevojë për më pak punë për të filluar lëvizjen. Sa më shpejt të ecni, aq më shumë energji kinetike ka trupi juaj. Kjo energji mund të transferohet në objekte të ndryshme dhe midis tyre të shndërrohet në një lloj tjetër energjie. Për shembull, nëse një person vrapon dhe përplaset me një tjetër që ishte në qetësi, një pjesë e energjisë kinetike që ishte në vrapues do t'i kalojë personit tjetër. Energjia që duhet të aplikohet për të ekzistuar një lëvizje duhet të jetë gjithmonë më e madhe se forca e fërkimit me tokën ose një lëng tjetër siç është uji ose ajri.

Llogaritja e energjisë kinetike

Nëse duam të llogarisim vlerën e kësaj energjie, duhet të ndjekim arsyetimin e përshkruar më sipër. Së pari, ne fillojmë duke gjetur punën e përfunduar. Duhet punë për të transferuar energjinë kinetike në objekt. Gjithashtu, duke pasur parasysh masën e objektit që shtyhet në një distancë, puna duhet të shumëzohet me një forcë. Forca duhet të jetë paralele me sipërfaqen në të cilën ndodhet, përndryshe objekti nuk do të lëvizë.

Imagjinoni që dëshironi të lëvizni një kuti, por e shtyni atë në tokë. Kutia nuk do të jetë në gjendje të kapërcejë rezistencën e tokës dhe nuk do të lëvizë. Në mënyrë që ajo të lëvizë, ne duhet të zbatojmë punën dhe forcën në një drejtim paralel me sipërfaqen. Punën do ta quajmë W, forca F, masa e objektit m dhe distanca d. Puna është e barabartë me kohën e forcës në distancë. Kjo është, puna e bërë është e barabartë me forcën e ushtruar në objekt me distancën që ai kalon falë asaj force të aplikuar. Përkufizimi i forcës jepet nga masa dhe nxitimi i objektit. Nëse objekti është duke lëvizur me një shpejtësi konstante, kjo do të thotë që forca që po aplikohet dhe forca e fërkimit kanë të njëjtën vlerë. Prandaj, ato janë forca që mbahen në ekuilibër.

Forcat e përfshira

Pasi forca e aplikuar në objekt zvogëlohet, ai do të fillojë të ngadalësohet derisa të ndalet. Një shembull shumë i thjeshtë është një makinë. Kur jemi duke vozitur në rrugë, asfalt, papastërti, etj. Rruga na ofron rezistencë. Kjo rezistencë quhet fërkim midis timonit dhe sipërfaqes. Për të rritur shpejtësinë e një makine, ne duhet të djegim karburant për të gjeneruar energji kinetike. Me këtë energji, mund të kapërceni fërkimin dhe të filloni të lëvizni.

Sidoqoftë, nëse lëvizim me makinë dhe ndalojmë së shpejtuari, do të ndalojmë së aplikuari forcë. Në mungesë të ndonjë force në makinë, forca e fërkimit nuk do të fillojë të frenojë derisa makina të ndalojë. Prandaj, është e rëndësishme që të keni një kuptim të mirë të fuqisë së sistemit të ndërhyrjes për të kuptuar drejtimin që objekti do të marrë.

Formula e energjisë kinetike

Për të llogaritur energjinë kinetike ekziston një ekuacion që lind nga arsyetimi i përdorur më parë. Nëse e dimë shpejtësinë fillestare dhe përfundimtare të objektit pas një distance të kaluar, ne mund të zëvendësojmë përshpejtimin në formulë.

Prandaj, kur bëhet një sasi neto e punës në një objekt, sasia që ne e quajmë energji kinetike k ndryshon.

Për fizikanët, të kuptuarit e energjisë kinetike të një objekti është thelbësore për studimin e dinamikës së tij. Ka disa trupa qiellorë në hapësirë ​​që kanë energjia kinetike e nxitur nga Big Bang dhe janë ende në lëvizje edhe sot e kësaj dite. Në të gjithë sistemin diellor, ka shumë objekte interesante për të studiuar, dhe është e nevojshme të kuptohet energjia e tyre kinetike për të parashikuar trajektoret e tyre.

Kur shikojmë ekuacionin e energjisë kinetike, mund të shohim se varet nga katrori i shpejtësisë së objektit. Kjo do të thotë se kur shpejtësia dyfishohet, dinamika e saj rritet katër herë. Nëse një makinë udhëton me 100 km / orë, energjia e saj është katër herë më e madhe se ajo e një makine që udhëton me 50 km / orë. Prandaj, dëmi që mund të shkaktohet në një aksident është katër herë më i madh se ai i një aksidenti.

Kjo energji nuk mund të jetë një vlerë negativeMe Gjithmonë duhet të jetë zero ose pozitive. Ndryshe nga ajo, shpejtësia mund të ketë një vlerë pozitive ose negative në varësi të referencës. Por kur përdorni katrorin e shpejtësisë, gjithmonë merrni një vlerë pozitive.

Shembull praktik

Supozoni se jemi në një klasë astronomie dhe duam të vendosim një top letre në koshin e plehrave. Pas llogaritjes së distancës, forcës dhe trajektores, do të na duhet të aplikojmë një sasi të caktuar të energjisë kinetike në top për ta lëvizur atë nga dora jonë në koshin e plehrave. Me fjalë të tjera, ne duhet ta aktivizojmë atë. Kur topi i letrës të largohet nga dora jonë, ai do të fillojë të përshpejtohet dhe koeficienti i energjisë së tij do të ndryshojë nga zero (ndërsa ne jemi akoma në dorë) në X, në varësi të shpejtësisë që arrin.

Në një fushë të pompuar, topi do të arrijë koeficientin e tij më të lartë të energjisë kinetike në momentin kur arrin pikën më të lartë. Nga atje, ndërsa fillon zbritjen e tij në koshin e plehrave, energjia e tij kinetike do të fillojë të ulet ndërsa tërhiqet nga graviteti dhe shndërrohet në energji potenciale. Kur arrin në fund të kazanit të plehrave ose tokës dhe ndalet, koeficienti i energjisë kinetike të topit të letrës do të kthehet në zero.

Shpresoj që me këtë informacion të mësoni më shumë se çfarë është energjia kinetike dhe cilat janë karakteristikat e saj.