Számítsa ki a kinetikus energiát - definíció, képlet és példák

A videó betöltődik .

Ha a videó rövid idő után nem jelenik meg:

Videó megtekintési útmutató

Ebben a szövegben elmagyarázzuk Önnek, hogy mit jelent a mozgás vagy a kinetikus energia, és hogyan tudja kiszámítani. Ehhez felsorolunk és elmagyarázunk néhány kifejezést, amelyre szükséged van a számításhoz. Előzetesen el kellett volna olvasnia a helyzetenergiáról szóló szövegünket.

Mi a mozgási energia?

A mozgási energiát gyakran kinetikus energiának is nevezik. Ennek egyik oka az, hogy ez az energiaforma megtalálható a mozgó testekben. A test kinetikus energiapotenciálját az a magasság határozza meg, amelyen a test található; ez felszabadul, ha ez a magasság csökken.

Jó tudni

jegyzet

A kinetika kifejezés a görög kinesis szóból származik, ami valami mozgást jelent.

A mozgó test mozgási energiáját a következő képlettel lehet kiszámítani:

Értesítés

Ebben a képletben a $ (\ frac \ cdot) $ mozgó objektum tömegének a felét megszorozzuk a $ (v ^ 2) $ sebesség négyzetével. A kinetikus energia mértékegysége joule ($ J $).

Több mint 700 tanulási szöveg és videó
Több mint 250 000 gyakorlat és megoldás
Ingyenes próbaóra

Példák a mozgási energia kiszámítására

példa

Nézzünk meg egy példát:

Egy középiskola fizikaórája szeretné kiszámolni, hogy a kókuszdió különböző magasságokból való esése hogyan hatna rá. Ehhez az egyik diót az iskolájuk első emeletéről, a másikat pedig a tetőről kell kidobni. Kérje meg az osztályt, hogy először számolja ki, hogy a kókuszdió milyen energiaszinttel rendelkezik ősszel.

Amint a grafikán látható, az első kókuszdiót három méter magasságból ejtik le. Közvetlenül mellette láthatja az anya mozgási energiaszintjét az esés során. Amint láthatja, a mozgási energia (mozgási energia) a magasság növekedésével nő, míg a helyzeti energia (potenciális energia) a magasság növekedésével csökken. Most nézzük meg, hogyan számíthatja ki az energiaszintet.

Értesítés

A potenciális energiaszint kiszámításának képlete a magasság ($ h $) tényezőiből adódik, amelyet méterben ($ m $), az objektum tömegében ($ m $), amelyet kilogrammban ($ kg) adunk meg. $) és a gravitáció miatti gyorsulás állandója ($ g $) a $ \ frac $ egységgel. Ezt a három tényezőt szorozzuk meg annak a potenciális energiának ($ E_ $) meghatározásához, amely megfelel a nyugalmi testek kinetikus energiájának ($ E_ $).

$ E_ = \ cdot \ cdot $ (csak nyugalmi testek esetén)

Ha a kókuszdió most leesik, a potenciális energia csökken és a mozgási energia addig nő, amíg el nem éri a maximumát, és így a potenciális energia kinetikus energiává alakul. A kinetikus energia szintjének kiszámítására szolgáló képlet a tényezőből ($ \ frac $) származik, amely megfelel az objektum tömegének ($ m $), amelyet kilogrammban ($ kg $) és a sebesség négyzetében ($) adnak meg. A ($ \ frac $) mezőben megadott v ^ 2 $) megsokszorozódik.

$ E _ = \ frac \ cdot \ cdot $ (test mozgásban)

Ha ezeket a képleteket alkalmazzuk a példánkra, és feltételezzük, hogy a kókuszdió tömege 2 kg, akkor a következő számítást kapja:

Ha kidolgozza ezt a képletet, akkor kezdetben megkapja a kókuszdió potenciális energiaszintjét. Természetesen ez csak elméleti, amíg a példánkban szereplő anya nem mozog. Az esés során felszabaduló energia akkor látható a repülés során keletkező sebességben. Most nézzük meg, hogyan lehet kiszámítani ezt a sebességet.

Figyelembe vesszük az elején említett kinetikus energia képletünket: $ E _ = \ frac \ cdot \ cdot $ Most változtassuk meg, hogy közvetlenül kiszámolhassuk a sebességet. Ezután megkapja a következő képletet:

Ezután használjuk a fenti számításból már ismert értékeket, hogy megtudjuk, milyen gyorsan esik a kókuszdió.

Az ezzel a számítással elért sebességet méterben adjuk meg másodpercenként $ (\ frac) $. Példánkban az eső kókuszdió sebessége 7 672 dollár \ frac $.

A kinetikus energiaszint magassága és egy tárgy zuhanási sebessége a kiindulási pont magasságától függ.

Megállapítható tehát, hogy minél magasabb egy tárgy tárolása, annál nagyobb a mozgási energia és a sebesség felszabadul repülés közben.

Ha ezt három méteres magasságból 7 672 dollár \ frac $ sebességgel a földre ejtik, a következő számítást kapja:

$ E _ = \ frac \ cdot 2kg \ cdot (7.672 \ frac) ^ 2 $ = $ 58.86 J $

A potenciális energiával való összehasonlítás azt mutatja, hogy ez teljesen átalakult kinetikus energiává.

Jó tudni

jegyzet

Felhívjuk figyelmét, hogy a hulló kókuszdión kívül a test mozgásának más okai is vannak, például rugóerő, hajtóanyag töltés, motoros erő, visszarúgás és még sok más.

Most már tudja, mit jelent a kinetikus energia kifejezés, és hogyan lehet kiszámítani ennek az energiaformának a szintjét és a mozgó tárgy sebességét. Most tesztelheti újonnan megszerzett tudását gyakorlatainkon. Sok szórakozást és sikert kívánunk!