Кинетическая энергия - это энергия, которой обладает объект, когда он движется. Формула кинетической энергии тесно связана с потенциальной энергией и механической энергией.
В этом обсуждении я дам объяснение кинетической энергии, а также контекст и примеры проблемы, чтобы ее было легче понять ...
… Поскольку обсуждение кинетической энергии очень часто появляется в материалах по физике младших и старших классов средней школы, она также очень часто возникает в вопросах ООН (национальных экзаменов).
Определение энергии
Энергия - это мера способности выполнять работу.
Поэтому в любой деятельности, будь то толкание стола, подъем вещей, бег, вам нужна энергия.
Есть много видов энергии, и основной из них
- Кинетическая энергия
- Потенциальная энергия
Комбинация кинетической энергии и потенциальной энергии также называется механической энергией.
Кинетическая энергия
Кинетическая энергия - это энергия движущегося объекта.
Слово кинетика происходит от греческого слова kinetikos, что означает движение. Следовательно, все движущиеся объекты, естественно, обладают кинетической энергией.
Величина кинетической энергии тесно связана с массой и скоростью объекта. Количество кинетической энергии прямо пропорционально величине массы и пропорционально квадрату скорости объекта.
Объект с большой массой и скоростью должен иметь большую кинетическую энергию при движении. И наоборот, у объектов, масса и скорость которых малы, их кинетическая энергия также мала.
Примерами кинетической энергии являются грузовики, которые движутся, когда вы бежите, и различные другие движения.
Другой пример, который вы можете наблюдать, когда бросаете камни. Кидаемый вами камень должен иметь скорость и, следовательно, кинетическую энергию. Вы можете увидеть кинетическую энергию этого камня, когда он попадает в цель перед ним.
Потенциальная энергия
Потенциальная энергия - это энергия, которой обладают объекты из-за их положения или положения.
В отличие от кинетической энергии, которая имеет довольно четкую форму, то есть при движении объекта потенциальная энергия не имеет определенной формы.
Это потому, что потенциальная энергия - это в основном энергия, которая все еще является потенциальной или хранится в природе. И выйдет только тогда, когда он изменит свою позицию.
Пример потенциальной энергии, которую вы можете легко найти, - это потенциальная энергия источника.
Когда вы сжимаете пружину, в ней сохраняется потенциальная энергия. Вот почему, когда вы отпускаете пружину, она может толкнуть.
Это происходит потому, что накопленная энергия в виде потенциальной энергии высвобождается.
Механическая энергия
Механическая энергия - это общее количество кинетической и потенциальной энергии.
Механическая энергия имеет определенные уникальные свойства, а именно то, что под действием консервативной силы количество механической энергии всегда будет одинаковым, даже если значения потенциальной энергии и кинетической энергии различны.
Скажем, возьмем, к примеру, спелое на дереве манго.
Когда манго находится на дереве, оно обладает потенциальной энергией из-за своего положения и не имеет кинетической энергии, потому что оно неподвижно.
Но когда манго созревает и падает, его потенциальная энергия будет уменьшаться по мере изменения его положения, в то время как его кинетическая энергия увеличивается по мере того, как его скорость продолжает увеличиваться.
Вы также можете понять то же самое, посмотрев на пример с американскими горками.
Кроме того, в этом обсуждении я сосредоточусь на теме кинетической энергии.
Также читайте: Закончатся ли ископаемые виды топлива в мире? Очевидно нетТипы и формулы кинетической энергии.
Кинетическая энергия существует в нескольких типах в зависимости от ее движения, и каждый имеет свою формулу кинетической энергии.
Ниже приведены типы
Формула кинетической энергии (поступательная кинетическая энергия)
Это самая основная формула кинетической энергии. Поступательная кинетическая энергия или так называемая кинетическая энергия - это кинетическая энергия, когда объекты движутся поступательно.
E k = ½ xmx v2
Информация :
m = масса твердого тела (кг)
v = скорость (м / с)
E k = кинетическая энергия (Джоуль)
Формула вращательной кинетической энергии
На самом деле не все объекты движутся линейно. Есть также объекты, которые движутся круговыми или вращательными движениями.
Формула кинетической энергии для этого типа движения называется формулой кинетической энергии вращения, и ее значения отличаются от обычной кинетической энергии.
Параметры кинетической энергии вращения используют момент инерции и угловую скорость, которые записываются в формуле:
E r = ½ x I x ω2
Информация :
I = момент инерции
ω = угловая скорость
Итак, чтобы рассчитать кинетическую энергию вращения, вам нужно сначала знать момент инерции и угловую скорость объекта.
Формулы релятивистской кинетической энергии
Релятивистская кинетическая энергия - это кинетическая энергия, когда объект движется очень быстро.
Поскольку это так быстро, объекты, которые движутся релятивистски, имеют скорость, близкую к скорости света.
На практике для больших объектов почти невозможно достичь такой скорости. Следовательно, эта очень большая скорость обычно достигается частицами, составляющими атом.
Формула для релятивистской кинетической энергии отличается от обычной кинетической энергии, потому что ее движение больше не совместимо с классической механикой Ньютона. Следовательно, подход осуществляется с помощью теории относительности Эйнштейна, и формулу можно записать следующим образом
E k = (γ-1) mc2
Где γ - релятивистская постоянная, c - скорость света, а m - масса объекта.
Связь энергии с усилием
Работа или работа - это количество энергии, прилагаемой силой к объектам или объектам, которые испытывают смещение.
Работа или работа определяется как произведение расстояния, пройденного силой в направлении смещения.
Выражается в виде
W = Fs
Где W = работа (Джоуль), F = сила (Н) и s = расстояние (м).
Посмотрите на следующую картинку, чтобы лучше понять концепцию бизнеса.
Величина работы может быть положительной или отрицательной в зависимости от направления силы, с которой она перемещается.
Если сила, действующая на объект, имеет направление, противоположное его перемещению, то прилагаемая работа отрицательна.
Если приложенная сила совпадает с направлением смещения, то объект выполняет положительную работу.
Если приложенная сила образует угол, то значение работы рассчитывается только на основе силы в направлении движения объекта.
Работа тесно связана с кинетической энергией.
Величина работы равна изменению кинетической энергии.
Это обозначается как:
W = ΔE k = 1/2 м (v 2 2 -v 1 2)
Где W = работа, = изменение кинетической энергии, m = масса объекта, v 2 2 = конечная скорость и v 1 2 = начальная скорость.
Примеры применения концепции энергии в повседневной жизни
Примеры приложения потенциальной энергии, а именно
- Принцип работы катапульты
В катапульте есть резина или пружина, которая выполняет роль гранатомета или игрушечной пули. Резина или пружина, которые растягиваются и удерживаются, обладают потенциальной энергией. Если отпустить резину или пружину, потенциальная энергия превратится в кинетическую энергию.
- Принцип работы гидроэлектростанции
Используемый принцип почти такой же, а именно за счет увеличения гравитационного потенциала собранной воды.
Примеры применения кинетической энергии:
- Движущийся кокос упал с дерева
В этом случае кокосовый орех движется, что означает, что он обладает кинетической энергией. Воздействие этой энергии также можно увидеть, когда кокос ударяется о землю.
- Удар по мячу
Если вам нравится играть в футбол, значит, вы тоже много пинаете по мячу.
Удар по мячу - это пример отношения между кинетической энергией и работой. Вы ударяете по мячу ногой, что означает, что вы работаете с мячом. Затем мяч преобразует это усилие в кинетическую энергию, чтобы мяч мог двигаться быстро.
Также читайте: Электростанция Caci Maki Netizen Power Plant (PLTCMN) - очень плохая идеяПример задачи кинетической энергии
Пример задачи 1 кинетической энергии
Автомобиль массой 500 кг движется со скоростью 25 м / с. Вычислите кинетическую энергию автомобиля на этой скорости! Что будет, если машина внезапно затормозит?
Известный:
Масса автомобиля (м) = 500 кг
Скорость автомобиля (v) = 25 м / с
Спросил:
Кинетическая энергия и события, возникающие при резком торможении автомобиля
Ответ:
Кинетическую энергию автомобиля седан можно рассчитать следующим образом:
Эк = 1/2. м v2
Эк = 1/2. 500. (25) 2
Ek = 156250 Джоулей
Когда машина тормозит, машина останавливается. Кинетическая энергия будет преобразована в тепловую энергию и звуковую энергию, генерируемую трением между тормозами, осями и шинами на дороге.
Пример задачи кинетической энергии 2
Джип имеет кинетическую энергию 560 000 Джоулей. Если машина имеет массу 800 кг, то скорость джипа…
Известный:
Кинетическая энергия (Эк) = 560,000 Дж.
Масса автомобиля (м) = 800 кг
Спросил:
Скорость автомобиля (v)?
Ответ:
Эк = 1/2. м v2
v = √ 2 x Эк / м
v = √ 2 x 560 000/800
v = 37,42 м / с
Таким образом, скорость джипа составляет 37,42 м / с.
Пример задачи 3 кинетическая энергия и работа
Блок массой 5 кг скользит по поверхности со скоростью 2,5 м / с. Некоторое время спустя блок двигался со скоростью 3,5 м / с. Какая в целом работа проделана на блоке за это время?
Известный:
Масса объекта = 5 кг
Начальная скорость (V1) = 2,5 м / с.
Скорость конечного объекта (V2) = 3,5 м / с
Спросил:
Общий объем выполненных работ по объекту?
Ответ:
W = ΔE k
W = 1/2 м (v 2 2-v 1 2)
W = 1/2 (5) ((3,5) 2- (2,5) 2)
W = 15 Джоулей
Таким образом, общая работа, приложенная к объекту, составляет 15 Джоулей.
Пример задачи 4 Механическая энергия
Яблоко массой 300 грамм падает с пахо на высоте 10 метров. Если величина силы тяжести (g) = 10 м / с2, рассчитайте механическую энергию в яблоках!
Известный:
- масса объекта: 300 грамм (0,3 кг)
- сила тяжести g = 10 м / с2
- высота h = 10 м
Спросил:
Механическая энергия (Эм) яблок?
Ответ:
Если объект падает, а скорость неизвестна, кинетическая энергия (Ek) считается равной нулю (Ek = 0).
Em = Ep + Ek
Em = Ep + 0
Em = Ep
Em = mgh
Em = 0,3 кг. 10,10
Em = 30 джоулей
Вывод
Механическая энергия, которой обладает упавшее яблоко, составляет 30 джоулей.
Пример задачи 5 Механическая энергия
Из здания упала книга весом 1 кг. Когда книга падает на землю, скорость книги составляет 20 м / с. Какова высота здания, в которое упала книга, если значение g = 10 м / с2?
Известный
- масса m = 1 кг
- скорость v = 20 м / с
- сила тяжести g = 10 м / с2
Спросил
Высота здания (h)
Ответ
Em1 = Em2
Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2
m1.g.h1 + 1/2 m1.v12 = m1.g.h2 + 1/2 m1.v22
Ep = максимум
Ek1 = 0 (потому что книга еще не переместилась
Ep2 = 0 (потому что книга уже стоит на земле и не имеет высоты)
Ek2 = максимум
m1.g.h1 + 0 = 0 + 1/2 m1.v 2 2
1 х 10 х h = 1/2 х 1 х (20) 2
10 xh = 200
в = 200/10
h = 20 метров.
Вывод
Итак, высота здания, куда упала книга, составляет 20 метров.
Пример задачи 6 Найдите скорость, если известна кинетическая энергия
Какова скорость объекта массой 30 кг с кинетической энергией 500 Дж?
EK = 1/2 x мв2
500 = 1/2 х 30 х v2
500 = 1/2 х 30 х v2
v2 = 33,3
v = 5,77 м / с
Пример задачи 7 Найдите массу, если известна кинетическая энергия
Какова масса объекта с кинетической энергией 100 Дж и скоростью 5 м / с?
EK = 0,5 x мв2
100 Дж = 0,5 xmx 52
m = 8 кг
Таким образом, на этот раз обсуждение формулы кинетической энергии. Надеюсь, это обсуждение будет полезным, и вы сможете его понять.
Вы также можете прочитать различные резюме других школьных материалов в Saintif.
Справка
- Что такое кинетическая энергия - Академия Хана
- Кинетическая энергия - Физический класс
- Кинетическая, потенциальная, механическая энергия | Формулы, пояснения, примеры, вопросы - TheGorbalsla.com
- Усилие и энергия - Учебная студия