Vypočítajte kinetickú energiu - definícia, vzorec a príklady

Video sa načítava .

Ak sa video po chvíli nezobrazí:

Sprievodca prezeraním videa

V tomto texte vám vysvetlíme, čo sa myslí pod pojmom pohybová alebo kinetická energia a ako ju môžete vypočítať. Za týmto účelom uvedieme zoznam a vysvetlíme niektoré pojmy, ktoré potrebujete pre výpočet. Mali ste si vopred prečítať náš text o pozičnej energii.

Čo je to kinetická energia?

Kinetická energia sa často nazýva aj kinetická energia. Jedným z dôvodov je to, že túto formu energie možno nájsť v pohybujúcich sa telách. Potenciál kinetickej energie, ktorý má telo, je určený výškou, v ktorej sa nachádza; uvoľní sa, keď sa táto výška zníži.

Dobre vedieť

Poznámka

Termín kinetika je odvodený z gréckeho slova kinesis, čo znamená niečo ako pohyb.

Kinetická energia pohybujúceho sa tela sa dá vypočítať podľa tohto vzorca:

Všimnite si

V tomto vzorci sa polovica hmotnosti pohybujúceho sa objektu $ (\ frac \ cdot) $ vynásobí druhou mocninou rýchlosti $ (v ^ 2) $. Jednotkou kinetickej energie je joule ($ J $).

Viac ako 700 učebných textov a videí
Viac ako 250 000 cvičení a riešení
Lekcia zadarmo na vyskúšanie

Príklady výpočtu kinetickej energie

príklad

Pozrime sa na príklad:

Hodina fyziky na strednej škole by chcela vypočítať, ako by to ovplyvnil pád kokosového orecha z rôznych výšok. Za týmto účelom by mal byť jeden z orechov vyhodený z prvého poschodia ich školskej budovy a ďalší zo strechy. Nechajte triedu najskôr vypočítať, aké rôzne energetické hladiny majú kokosové orechy pri ich poklese.

Ako môžete vidieť na obrázku, prvý kokosový orech spadne z výšky troch metrov. Úroveň pohybovej energie matice počas pádu môžete vidieť hneď vedľa. Ako vidíte, kinetická energia (kinetická energia) rastie s rastúcou nadmorskou výškou, zatiaľ čo pozičná energia (potenciálna energia) klesá s rastúcou nadmorskou výškou. Teraz sa pozrime na to, ako môžete vypočítať hladinu energie.

Všimnite si

Vzorec na výpočet úrovne potenciálnej energie vyplýva z faktorov výšky ($ h $), ktoré sú určené v metroch ($ m $), hmotnosti ($ m $) objektu, ktorá je vyjadrená v kilogramoch ($ kg) $) a konštanta gravitačného zrýchlenia ($ g $) s jednotkou $ \ frac $. Tieto tri faktory sa znásobia, aby sa určila potenciálna energia ($ E_ $), ktorá zodpovedá kinetickej energii ($ E_ $) pre telá v pokoji.

$ E_ = \ cdot \ cdot $ (iba pre telá v pokoji)

Ak teraz kokos spadne, potenciálna energia klesá a kinetická energia rastie, až kým nedosiahne svoje maximum a potenciálna energia sa tak premení na kinetickú energiu. Vzorec pre výpočet úrovne kinetickej energie vyplýva z faktora ($ \ frac $), ktorý zodpovedá hmotnosti ($ m $) objektu, ktorá je uvedená v kilogramoch ($ kg $) a rýchlosti štvorca ($) v ^ 2 $), ktorá je uvedená v ($ \ frac $), sa vynásobí.

$ E _ = \ frac \ cdot \ cdot $ (telo v pohybe)

Ak použijeme tieto vzorce na náš príklad a predpokladáme, že kokosový orech má hmotnosť 2 kg, dostanete nasledujúci výpočet:

Ak vypracujete tento vzorec, získate kokosovú potenciálnu hladinu energie na začiatok. Je to samozrejme iba teoretické, pokiaľ sa matica v našom príklade nehýbe. Energia uvoľnená počas pádu je potom viditeľná pri rýchlosti, ktorá nastáva počas letu. Teraz sa pozrime na to, ako môžete vypočítať túto rýchlosť.

Zvažujeme náš vzorec pre kinetickú energiu spomenutý na začiatku: $ E _ = \ frac \ cdot \ cdot $ Teraz to zmeňme, aby sme mohli vypočítať rýchlosť priamo. Potom dostanete nasledujúci vzorec:

Ďalej pomocou hodnôt, ktoré už poznáme z výpočtu vyššie, zistíme, ako rýchlo kokos padá.

Rýchlosť, ktorú získate týmto výpočtom, sa udáva v metroch za sekundu $ (\ frac) $. V našom príklade má klesajúci kokos rýchlosť 7 672 $ \ frac $.

Výška hladiny kinetickej energie a rýchlosť pádu objektu závisia od výšky východiskového bodu.

Možno teda konštatovať, že čím vyššie je objekt uložený, tým vyššia je kinetická energia a rýchlosť uvoľnená počas letu.

Ak to potom spadne na zem z výšky troch metrov rýchlosťou 7 672 $, dostanete nasledujúci výpočet:

$ E _ = \ frac \ cdot 2kg \ cdot (7,672 \ frac) ^ 2 $ = 58,86 J $

Porovnanie s potenciálnou energiou ukazuje, že táto bola úplne prevedená na kinetickú energiu.

Dobre vedieť

Poznámka

Upozorňujeme, že okrem nášho príkladu padajúceho kokosového orecha existujú aj ďalšie príčiny pohybu tela, ako sú sily pružín, náplne paliva, sila motora, sila spätného rázu a mnoho ďalších.

Teraz viete, čo sa myslí pod pojmom kinetická energia a ako možno vypočítať úroveň tejto formy energie a rýchlosť pohybujúceho sa objektu. Na našich cvičeniach si teraz môžete otestovať svoje novo získané vedomosti. Prajeme veľa zábavy a úspechov!