Energie kinetică

Conţinut

• Diferența dintre energia cinetică și energia potențială
• Formula de calcul al energiei cinetice
• Exerciții de energie cinetică
• Exemple de energie cinetică
• Alte tipuri de energie

Energie kinetică Este ceea ce dobândește un corp datorită mișcării sale și este definit ca cantitatea de muncă necesară pentru a accelera un corp în repaus și a unei mase date până la o viteză stabilită.

Energia menționată Se dobândește printr-o accelerație, după care obiectul îl va păstra identic până când viteza variază (accelerează sau încetinește) deci, pentru a opri, va fi nevoie de o muncă negativă de aceeași magnitudine cu energia sa cinetică acumulată. Astfel, cu cât timpul mai mare acționează forța inițială asupra corpului în mișcare, cu atât este mai mare viteza atinsă și cu atât este mai mare energia cinetică obținută.

Diferența dintre energia cinetică și energia potențială

Energia cinetică, împreună cu energia potențială, se adaugă la totalul energiei mecanice (E_m = E_c + E_p). Aceste două moduri de energie mecanică, cinetică și potențial, se disting prin faptul că aceasta din urmă este cantitatea de energie asociată cu poziția ocupată de un obiect în repaus și poate fi de trei tipuri:

• Energia potențială gravitațională. Depinde de înălțimea la care sunt plasate obiectele și de atracția pe care ar exercita-o gravitația asupra lor.
• Energie potențială elastică. Este cea care apare atunci când un obiect elastic își recuperează forma originală, ca un arc atunci când este decomprimat.
• Energie potențială electrică. Este conținut în munca efectuată de un câmp electric specific, atunci când o sarcină electrică din interior se deplasează dintr-un punct din câmp în infinit.

Vezi si: Exemple de energie potențială

Formula de calcul al energiei cinetice

Energia cinetică este reprezentată de simbolul E_c (uneori și E_– sau E₊ sau chiar T sau K) și formula sa clasică de calcul este ȘI_c = ½. m. v²unde m reprezintă masa (în Kg) și v reprezintă viteza (în m / s). Unitatea de măsură pentru energia cinetică este Jouli (J): 1 J = 1 kg. m²/ s².

Având în vedere un sistem de coordonate carteziene, formula de calcul al energiei cinetice va avea următoarea formă: ȘI_c= ½. m (X² + ẏ² + ¿²)

Aceste formulări variază în mecanica relativistă și mecanica cuantică.

Exerciții de energie cinetică

1. O mașină de 860 kg circulă cu 50 km / h. Care va fi energia sa cinetică?

Mai întâi transformăm 50 km / h în m / s = 13,9 m / s și aplicăm formula de calcul:

ȘI_c = ½. 860 kg. (13,9 m / s)² = 83.000 J.

1. O piatră cu o masă de 1500 Kg se rostogolește pe un deal, acumulând o energie cinetică de 675000 J. La ce viteză se mișcă piatra?

Deoarece Ec = ½. m .v² avem 675000 J = ½. 1500 Kg. v²și, atunci când rezolvăm necunoscutul, trebuie să v² = 675000 J. 2/1500 Kg. 1, de unde v² = 1350000 J / 1500 Kg = 900 m / s, și, în sfârșit: v = 30 m / s după rezolvarea rădăcinii pătrate a 900.

Exemple de energie cinetică

1. Un bărbat pe skateboard. Un skateboarder pe betonul U experimentează atât energia potențială (când se oprește la capete pentru o clipă), cât și energia cinetică (când reia mișcarea descendentă și ascendentă). Un skateboarder cu o masă corporală mai mare va dobândi energie cinetică mai mare, dar și una a cărei skateboard îi permite să meargă la viteze mai mari.
2. O vază de porțelan care cade. Pe măsură ce gravitația acționează asupra vasei de porțelan declanșată accidental, energia cinetică se acumulează în corpul tău pe măsură ce coboară și este eliberată în timp ce se sparge de sol. Munca inițială produsă de călătorie accelerează corpul rupându-și starea de echilibru, iar restul se face prin gravitația Pământului.
3. O minge aruncată. Imprimând forța noastră pe o minge în repaus, o accelerăm suficient, astfel încât să parcurgă distanța dintre noi și un coleg de joc, oferindu-i astfel o energie cinetică care apoi, atunci când o abordează, partenerul nostru trebuie să contracareze cu o lucrare de magnitudine egală sau mai mare. și astfel oprește mișcarea. Dacă mingea este mai mare, va fi nevoie de mai multă muncă pentru ao opri decât dacă este mică..
4. O piatră pe un deal. Să presupunem că împingem o piatră pe un deal. Munca pe care o facem atunci când o împingem trebuie să fie mai mare decât energia potențială a pietrei și atracția gravitației asupra masei acesteia, altfel nu vom putea să o mutăm în sus sau, mai rău, ne va zdrobi. Dacă, la fel ca Sisif, piatra coboară pe panta opusă celeilalte părți, ea își va elibera energia potențială în energie cinetică pe măsură ce cade în jos. Această energie cinetică va depinde de masa pietrei și de viteza pe care o dobândește în cădere.
5. O căruță de roller coaster capătă energie cinetică pe măsură ce cade și își mărește viteza. Cu câteva momente înainte de a începe coborârea, căruța va avea energie potențială și nu cinetică; Dar odată ce mișcarea este pornită, toată energia potențială devine cinetică și atinge punctul maxim de îndată ce căderea se termină și începe noua ascensiune. Apropo, această energie va fi mai mare dacă căruța este plină de oameni decât dacă este goală (va avea o masă mai mare).

Alte tipuri de energie

Energie potențială	Energie mecanică
Putere hidroelectrica	Energie interna
Energie electrică	Energie termală
Energie chimica	Energie solara
Putere eoliana	Energie nucleară
Energie kinetică	Energia sonoră
Energia calorică	energie hidraulică
Energie geotermală