ในวิชาฟิสิกส์ของสถาบัน พลังงานจลน์. ถือเป็นหนึ่งในสายพันธุ์ที่สำคัญที่สุดสำหรับการเคลื่อนไหวของวัตถุ อย่างไรก็ตาม มันยากที่จะเข้าใจถ้าคุณไม่มีความรู้พื้นฐานทางฟิสิกส์
ดังนั้น เราจะอุทิศบทความนี้เพื่อบอกคุณทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับพลังงานจลน์และลักษณะสำคัญของพลังงานจลน์
พลังงานจลน์คืออะไร
เมื่อพูดถึงพลังงานประเภทนี้ คนจะมองว่าเป็นพลังงานที่ได้รับมาเพื่อผลิตไฟฟ้าหรืออะไรทำนองนั้น พลังงานจลน์คือพลังงานที่วัตถุมีเนื่องจากการเคลื่อนที่ของมัน เมื่อเราต้องการเร่งวัตถุเราต้องสมัคร แรงบางอย่างเพื่อเอาชนะแรงเสียดทานของพื้นดินหรืออากาศ. สำหรับสิ่งนี้เราต้องทำงาน ดังนั้นเราจึงถ่ายโอนพลังงานไปยังวัตถุและสามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ได้
มันคือพลังงานถ่ายโอนที่เรียกว่าพลังงานจลน์ หากพลังงานที่ใช้กับวัตถุเพิ่มขึ้น วัตถุก็จะเร่งความเร็ว แต่ถ้าเราหยุดส่งพลังงานไป พลังงานจลน์จะลดลงตามแรงเสียดทานจนกว่ามันจะหยุด พลังงานจลน์ขึ้นอยู่กับมวลและความเร็วของวัตถุ
ร่างกายที่มีมวลน้อยต้องการงานน้อยลงเพื่อเริ่มเคลื่อนไหว ยิ่งคุณวิ่งเร็วเท่าไร ร่างกายของคุณก็ยิ่งมีพลังงานจลน์มากขึ้นเท่านั้น พลังงานนี้สามารถถ่ายโอนไปยังวัตถุต่าง ๆ และระหว่างกันเพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานประเภทอื่น ตัวอย่างเช่น ถ้าคนกำลังวิ่งและชนกับอีกคนที่อยู่นิ่ง พลังงานจลน์ส่วนหนึ่งที่อยู่ในนักวิ่งจะถูกส่งต่อไปยังอีกคนหนึ่ง พลังงานที่ต้องใช้เพื่อให้การเคลื่อนไหวมีอยู่จะต้องมากกว่าแรงเสียดทานกับพื้นหรือของเหลวอื่น ๆ เช่นน้ำหรืออากาศเสมอ
การคำนวณพลังงานจลน์
หากเราต้องการคำนวณค่าของพลังงานนี้ เราต้องปฏิบัติตามเหตุผลที่อธิบายข้างต้น อันดับแรก เราเริ่มต้นด้วยการหางานที่ทำเสร็จแล้ว ต้องใช้การถ่ายโอนพลังงานจลน์ไปยังวัตถุ นอกจากนี้ เมื่อพิจารณามวลของวัตถุที่ถูกผลักเป็นระยะทาง ชิ้นงานจะต้องคูณด้วยแรง แรงต้องขนานกับพื้นผิวที่มันอยู่ มิฉะนั้น วัตถุจะไม่เคลื่อนที่
ลองนึกภาพว่าคุณต้องการย้ายกล่อง แต่คุณดันกล่องลงไปที่พื้น กล่องจะไม่สามารถเอาชนะความต้านทานของพื้นและจะไม่เคลื่อนที่ ในการที่จะเคลื่อนที่นั้น เราต้องลงแรงและแรงไปในทิศทางขนานกับพื้นผิว เราจะเรียกงาน W แรง F มวลของวัตถุ m และระยะทาง d งานเท่ากับกำลังคูณระยะทาง นั่นคืองานที่ทำจะมีค่าเท่ากับแรงที่กระทำกับวัตถุกับระยะทางที่เคลื่อนที่ด้วยแรงกระทำนั้น ความหมายของแรงกำหนดโดยมวลและความเร่งของวัตถุ ถ้าวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่แสดงว่าแรงที่กระทำและแรงเสียดทานมีค่าเท่ากัน ดังนั้นจึงเป็นกองกำลังที่รักษาสมดุล
กองกำลังที่เกี่ยวข้อง
เมื่อแรงที่ใช้กับวัตถุลดลง แรงจะเริ่มช้าลงจนหยุด ตัวอย่างที่ง่ายมากคือรถยนต์ เวลาที่เราขับรถบนถนน ยางมะตอย ดิน ฯลฯ ถนนทำให้เราต่อต้าน ความต้านทานนี้เรียกว่าแรงเสียดทานระหว่างล้อกับพื้นผิว เพื่อเพิ่มความเร็วของรถยนต์ เราต้องเผาผลาญเชื้อเพลิงเพื่อสร้างพลังงานจลน์ ด้วยพลังงานนี้ คุณสามารถเอาชนะแรงเสียดทานและเริ่มเคลื่อนไหวได้
แต่ถ้าเราเคลื่อนที่ไปกับรถและหยุดเร่ง เราจะหยุดใช้กำลัง ในกรณีที่ไม่มีแรงใดๆ เกิดขึ้นกับรถ แรงเสียดทานจะไม่เริ่มเบรกจนกว่ารถจะหยุด ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องมีความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับความแข็งแกร่งของระบบแทรกแซงเพื่อที่จะเข้าใจทิศทางของวัตถุ
สูตรพลังงานจลน์
ในการคำนวณพลังงานจลน์มีสมการที่เกิดจากการใช้เหตุผลก่อนหน้านี้ ถ้าเราทราบความเร็วเริ่มต้นและความเร็วสุดท้ายของวัตถุหลังจากระยะทางเดินทางเราสามารถแทนที่ความเร่งในสูตรได้
ดังนั้น เมื่อปริมาณงานสุทธิเสร็จสิ้นบนวัตถุ ปริมาณที่เราเรียกว่าพลังงานจลน์ k จะเปลี่ยนไป
สำหรับนักฟิสิกส์ การทำความเข้าใจพลังงานจลน์ของวัตถุมีความสำคัญต่อการศึกษาพลวัตของมัน มีเทห์ฟากฟ้าบางส่วนในอวกาศที่มี พลังงานจลน์ที่ขับเคลื่อนโดยบิ๊กแบงและยังคงเคลื่อนไหวมาจนถึงทุกวันนี้ มีวัตถุที่น่าสนใจมากมายให้ศึกษาทั่วทั้งระบบสุริยะ และจำเป็นต้องเข้าใจพลังงานจลน์ของพวกมันเพื่อทำนายวิถีของพวกมัน
เมื่อเราดูที่สมการพลังงานจลน์ เราจะเห็นว่ามันขึ้นอยู่กับกำลังสองของความเร็วของวัตถุ ซึ่งหมายความว่าเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ไดนามิกของมันจะเพิ่มขึ้นสี่เท่า หากรถเดินทางด้วยความเร็ว 100 กม. / ชม. พลังงานของรถจะเป็นสี่เท่าของรถที่วิ่งด้วยความเร็ว 50 กม. / ชม. ดังนั้น ความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นจากอุบัติเหตุจึงมากกว่าความเสียหายของอุบัติเหตุถึงสี่เท่า
พลังงานนี้ไม่สามารถเป็นค่าลบได้. ต้องเป็นศูนย์หรือบวกเสมอ ความเร็วอาจมีค่าบวกหรือค่าลบต่างจากความเร็วนั้นขึ้นอยู่กับข้อมูลอ้างอิง แต่เมื่อใช้ความเร็วกำลังสอง คุณจะได้ค่าบวกเสมอ
ตัวอย่างการปฏิบัติ
สมมติว่าเราอยู่ในชั้นเรียนดาราศาสตร์และเราต้องการเอากระดาษใส่ถังขยะ หลังจากคำนวณระยะทาง แรง และวิถีแล้ว เราจะต้องใช้พลังงานจลน์กับลูกบอลเพื่อเคลื่อนลูกบอลจากมือของเราไปที่ถังขยะ กล่าวอีกนัยหนึ่งเราต้องเปิดใช้งาน เมื่อลูกบอลกระดาษหลุดออกจากมือ มันจะเริ่มเร่งความเร็ว และค่าสัมประสิทธิ์พลังงานจะเปลี่ยนจากศูนย์ (ในขณะที่เรายังอยู่ในมือ) เป็น X ขึ้นอยู่กับว่ามันจะไปถึงได้เร็วแค่ไหน
ในสนามที่สูบ ลูกบอลจะไปถึงค่าสัมประสิทธิ์พลังงานจลน์สูงสุดทันทีที่ถึงจุดสูงสุด จากตรงนั้น เมื่อคุณเริ่มลงไปในถังขยะ พลังงานจลน์ของคุณจะเริ่มลดลงเมื่อแรงโน้มถ่วงดึงออกไปและเปลี่ยนเป็นพลังงานศักย์ เมื่อไปถึงก้นถังขยะหรือพื้นแล้วหยุดลง สัมประสิทธิ์พลังงานจลน์ของลูกบอลกระดาษจะกลับเป็นศูนย์
ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมว่าพลังงานจลน์คืออะไรและมีลักษณะอย่างไร