Enstitünün fizik dersinde, Kinetik enerji. Nesnelerin hareketi için en önemli türlerden biri olarak kabul edilir. Ancak, temel fizik bilgisine sahip değilseniz anlamanız zor.
Bu nedenle, bu makaleyi size kinetik enerji ve temel özelliklerinin neler olduğu hakkında bilmeniz gereken her şeyi anlatmaya adayacağız.
kinetik enerji nedir
Bu tür enerjiden bahsederken, insanlar bunu elektrik veya benzeri bir şey üretmek için elde edilen enerji olarak düşünürler. Kinetik enerji, bir cismin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjidir. Bir cismi hızlandırmak istediğimizde uygulamalıyız. yerin veya havanın sürtünmesini yenmek için belirli bir kuvvet. Bunun için bir çalışma yapmamız gerekiyor. Bu nedenle cisme enerji aktarıyoruz ve cisim sabit bir hızla hareket edebiliyor.
Kinetik enerji denilen bu aktarılan enerjidir. Cisme uygulanan enerji artarsa cisim hızlanır. Ancak, ona enerji vermeyi bırakırsak, durana kadar sürtünme ile kinetik enerjisi azalacaktır. Kinetik enerji cismin kütlesine ve hızına bağlıdır.
Daha az kütleye sahip cisimler, hareket etmeye başlamak için daha az çalışmaya ihtiyaç duyar. Ne kadar hızlı giderseniz, vücudunuzun sahip olduğu kinetik enerji o kadar fazla olur. Bu enerji, farklı nesnelere ve aralarında başka bir enerji türüne dönüşmek üzere aktarılabilir. Örneğin, bir kişi koşarken ve dinlenme halindeki bir başkasıyla çarpışırsa, koşucudaki kinetik enerjinin bir kısmı diğer kişiye aktarılacaktır. Bir hareketin var olması için uygulanması gereken enerji, her zaman yerle veya su veya hava gibi başka bir akışkanla olan sürtünme kuvvetinden daha büyük olmalıdır.
Kinetik enerjinin hesaplanması
Bu enerjinin değerini hesaplamak istiyorsak yukarıda anlatılan mantığı takip etmeliyiz. İlk olarak, bitmiş işi bularak başlıyoruz. Kinetik enerjiyi cisme aktarmak için iş gerekir. Ayrıca, uzağa itilen cismin kütlesi göz önüne alındığında, iş bir kuvvetle çarpılmalıdır. Kuvvet, üzerinde bulunduğu yüzeye paralel olmalıdır, aksi halde cisim hareket etmeyecektir.
Bir kutuyu hareket ettirmek istediğinizi ama onu yere ittiğinizi hayal edin. Kutu zeminin direncini yenemeyecek ve hareket etmeyecektir. Hareket etmesi için yüzeye paralel yönde iş ve kuvvet uygulamamız gerekir. İşi W, F kuvvetini, m nesnesinin kütlesini ve d mesafesini arayacağız. İş eşittir kuvvet çarpı uzaklık. Yani yapılan iş, uygulanan kuvvet sayesinde nesneye kat ettiği mesafe ile uygulanan kuvvete eşittir. Kuvvetin tanımı nesnenin kütlesi ve ivmesi ile verilir. Nesne sabit bir hızda hareket ediyorsa, bu, uygulanan kuvvet ile sürtünme kuvvetinin aynı değere sahip olduğu anlamına gelir. Bu nedenle dengede tutulan kuvvetlerdir.
İlgili kuvvetler
Cisme uygulanan kuvvet azaldığında, durana kadar yavaşlamaya başlayacaktır. Çok basit bir örnek bir araba. Yollarda, asfaltta, toprakta vb. Yol bize direnç sunuyor. Bu dirence tekerlek ve yüzey arasındaki sürtünme denir. Bir arabanın hızını artırmak için kinetik enerji üretmek için yakıt yakmalıyız. Bu enerjiyle, Sürtünmeyi yenebilir ve hareket etmeye başlayabilirsiniz.
Ancak, araba ile hareket eder ve hızlanmayı bırakırsak, kuvvet uygulamayı da bırakırız. Araba üzerinde herhangi bir kuvvetin yokluğunda, araba durana kadar sürtünme kuvveti fren yapmaya başlamayacaktır. Bu nedenle, nesnenin alacağı yönü anlamak için müdahale sisteminin gücünü iyi anlamak önemlidir.
Kinetik enerji formülü
Kinetik enerjiyi hesaplamak için daha önce kullanılan muhakemeden ortaya çıkan bir denklem vardır. Katedilen bir mesafeden sonra nesnenin ilk ve son hızını bilirsek, formüldeki ivmeyi değiştirebiliriz.
Dolayısıyla bir cisim üzerinde net iş yapıldığında k kinetik enerji dediğimiz miktar değişir.
Fizikçiler için, bir nesnenin kinetik enerjisini anlamak, onun dinamiklerini incelemek için esastır. Uzayda bazı gök cisimleri var Büyük Patlama tarafından yönlendirilen kinetik enerji ve bu güne kadar hala hareket halindedir. Güneş sistemi boyunca incelenecek birçok ilginç nesne vardır ve yörüngelerini tahmin etmek için kinetik enerjilerini anlamak gerekir.
Kinetik enerji denklemine baktığımızda, bunun nesnenin hızının karesine bağlı olduğunu görebiliriz. Bu, hız iki katına çıktığında dinamiklerinin dört kat arttığı anlamına gelir. Bir araba 100 km/s hızla gidiyorsa, enerjisi 50 km/s hızla giden bir arabanın enerjisinin dört katıdır. Bu nedenle, bir kazada meydana gelebilecek hasar, bir kazadan dört kat daha fazladır.
Bu enerji negatif bir değer olamaz. Her zaman sıfır veya pozitif olmak zorundadır. Bunun aksine hız, referansa bağlı olarak pozitif veya negatif bir değer alabilir. Ancak hızın karesini kullanırken her zaman pozitif bir değer elde edersiniz.
Pratik örnek
Diyelim ki astronomi sınıfındayız ve çöp kutusuna bir top kağıt atmak istiyoruz. Mesafeyi, kuvveti ve yörüngeyi hesapladıktan sonra, topu elden çöp kutusuna taşımak için topa belirli bir miktarda kinetik enerji uygulamamız gerekecek. Başka bir deyişle, onu etkinleştirmeliyiz. Kağıt yumağı elimizden ayrıldığında hızlanmaya başlayacak ve ne kadar hızlı ulaştığına bağlı olarak enerji katsayısı (elimizdeyken) sıfırdan X'e değişecektir.
Pompalı bir sahada top, en yüksek noktaya ulaştığı anda en yüksek kinetik enerji katsayısına ulaşacaktır. Oradan çöp kutusuna inmeye başladığınızda, kinetik enerjiniz yerçekimi tarafından çekilip potansiyel enerjiye dönüştüğü için azalmaya başlayacaktır. Çöp kutusunun dibine veya yere ulaştığında ve durduğunda, kağıt topun kinetik enerji katsayısı sıfıra dönecektir.
Umarım bu bilgilerle kinetik enerjinin ne olduğu ve özelliklerinin neler olduğu hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.