У предметі фізики інституту ім Кінетична енергія. Вважається одним з найважливіших видів для переміщення предметів. Однак це важко зрозуміти, якщо у вас немає базових знань з фізики.
Тому ми збираємося присвятити цю статтю, щоб розповісти вам все, що вам потрібно знати про кінетичну енергію та її основні характеристики.
Що таке кінетична енергія
Говорячи про цей вид енергії, люди думають про це як про енергію, яку отримують для виробництва електрики або щось подібне. Кінетична енергія - це енергія, яку має об'єкт внаслідок свого руху. Коли ми хочемо прискорити об’єкт, ми повинні застосувати його певна сила для подолання тертя землі або повітря. Для цього нам потрібно виконати роботу. Тому ми передаємо енергію об’єкту, і він може рухатися з постійною швидкістю.
Саме ця передана енергія називається кінетичною. Якщо енергія, прикладена до об’єкта, збільшується, об’єкт прискорюється. Однак, якщо ми припинимо подавати до нього енергію, її кінетична енергія буде зменшуватися з тертям, поки вона не зупиниться. Кінетична енергія залежить від маси та швидкості об’єкта.
Тілам з меншою масою потрібно менше роботи, щоб почати рух. Чим швидше ви рухаєтесь, тим більше кінетичної енергії має ваше тіло. Цю енергію можна передавати різним об'єктам і між ними перетворювати в інший тип енергії. Наприклад, якщо людина біжить і зіткнеться з іншим, хто перебував у стані спокою, частина кінетичної енергії, яка була у бігуна, буде передана іншій людині. Енергія, яку необхідно застосувати для існування руху, завжди повинна бути більшою за силу тертя об землю чи іншу рідину, таку як вода чи повітря.
Розрахунок кінетичної енергії
Якщо ми хочемо обчислити значення цієї енергії, ми повинні слідувати міркуванням, описаним вище. Спочатку ми починаємо з пошуку готової роботи. Для передачі кінетичної енергії об’єкту потрібна робота. Крім того, враховуючи масу об’єкта, що відштовхується на певну відстань, роботу слід помножити на силу. Сила повинна бути паралельною поверхні, на якій вона знаходиться, інакше об’єкт не буде рухатися.
Уявіть, що ви хочете перемістити коробку, але ви штовхаєте її на землю. Коробка не зможе подолати опір землі і не зрушить з місця. Для того, щоб він змістився, ми повинні прикласти роботу і силу у напрямку, паралельному поверхні. Ми будемо називати роботу W, силу F, масу об’єкта m та відстань d. Робота дорівнює силі, кратній відстані. Тобто робота, яка виконується, дорівнює силі, прикладеній до об’єкта, та відстані, яку він проходить завдяки цій прикладеній силі. Визначення сили дається масою та прискоренням об’єкта. Якщо об’єкт рухається з постійною швидкістю, це означає, що сила, що застосовується, і сила тертя мають однакові значення. Отже, це сили, які утримуються в рівновазі.
Залучені сили
Як тільки сила, прикладена до об’єкта, зменшиться, він почне сповільнюватися, поки не зупиниться. Дуже простий приклад - автомобіль. Коли ми їдемо дорогами, асфальтом, брудом тощо. Дорога дає нам опір. Цей опір називається тертям між колесом і поверхнею. Щоб збільшити швидкість автомобіля, ми повинні спалювати паливо, щоб виробляти кінетичну енергію. З цією енергією, можна подолати тертя і почати рух.
Однак, якщо ми рухаємося з автомобілем і припиняємо прискорювати, ми припиняємо прикладати силу. За відсутності будь -якої сили на автомобіль сила тертя не почне гальмувати, доки автомобіль не зупиниться. Тому важливо добре розуміти силу системи втручання, щоб зрозуміти напрямок руху об’єкта.
Формула кінетичної енергії
Для розрахунку кінетичної енергії існує рівняння, яке випливає з раніше використовуваних міркувань. Якщо ми знаємо початкову та кінцеву швидкості руху об’єкта після пройденої відстані, ми можемо підставити прискорення у формулу.
Тому, коли над об’єктом виконується чистий обсяг роботи, кількість, яку ми називаємо кінетичною енергією k, змінюється.
Для фізиків розуміння кінетичної енергії об’єкта має важливе значення для вивчення його динаміки. У космосі є деякі небесні тіла кінетичної енергії, що рухається Великим вибухом, і досі рухаються. У всій Сонячній системі існує багато цікавих об’єктів для вивчення, і необхідно зрозуміти їх кінетичну енергію, щоб передбачити їх траєкторії.
Якщо ми подивимося на рівняння кінетичної енергії, то побачимо, що воно залежить від квадрата швидкості руху об’єкта. Це означає, що при подвоєнні швидкості її динаміка збільшується в чотири рази. Якщо автомобіль рухається зі швидкістю 100 км / год, його енергія в чотири рази перевищує енергію автомобіля, що рухається зі швидкістю 50 км / год. Отже, збиток, який може бути заподіяний внаслідок ДТП, у чотири рази більший, ніж у випадку ДТП.
Ця енергія не може бути від'ємним значенням. Він завжди повинен бути нульовим або позитивним. На відміну від неї, швидкість може мати позитивне або негативне значення в залежності від еталона. Але при використанні квадрата швидкості ви завжди отримуєте позитивне значення.
Практичний приклад
Припустимо, ми навчаємось уроку астрономії і хочемо покласти клубок паперу у смітник. Після обчислення відстані, сили та траєкторії руху нам доведеться прикласти певну кількість кінетичної енергії до м’яча, щоб перемістити його з руки до сміттєвого бака. Іншими словами, ми повинні його активувати. Коли клубок паперу покине нашу руку, він почне прискорюватися, і його коефіцієнт енергії зміниться від нуля (поки ми ще в руці) до X, залежно від того, наскільки швидко він досягне.
У накачуваному кроці кулька досягне свого найбільшого коефіцієнта кінетичної енергії в той момент, коли досягне найвищої точки. З цього моменту, коли ви почнете спускатися до сміттєвого бака, ваша кінетична енергія почне зменшуватися, коли її відтягне гравітація та перетворить у потенційну енергію. Коли він досягне дна сміттєвого бака або землі і зупиниться, коефіцієнт кінетичної енергії паперової кульки повернеться до нуля.
Я сподіваюся, що з цією інформацією ви зможете дізнатися більше про те, що таке кінетична енергія та які її характеристики.