Kinetische energie

Inhoud

• Verschil tussen kinetische energie en potentiële energie
• Berekeningsformule voor kinetische energie
• Kinetische energie-oefeningen
• Voorbeelden van kinetische energie
• Andere soorten energie

De Kinetische energie Het is wat een lichaam verwerft door zijn beweging en wordt gedefinieerd als de hoeveelheid werk die nodig is om een ​​lichaam in rust en met een bepaalde massa te versnellen tot een ingestelde snelheid.

Genoemde energie Het wordt verkregen door een versnelling, waarna het object het identiek houdt totdat de snelheid varieert (versnellen of vertragen) dus om te stoppen, is er negatief werk van dezelfde omvang nodig als zijn geaccumuleerde kinetische energie. Dus hoe langer de tijd waarin de aanvankelijke kracht op het bewegende lichaam inwerkt, hoe groter de bereikte snelheid en hoe groter de verkregen kinetische energie.

Verschil tussen kinetische energie en potentiële energie

De kinetische energie, samen met de potentiële energie, tellen op tot het totaal van de mechanische energie (E._m = E_c + E_p). Deze twee manieren van mechanische energie, kinetiek en potentieel, ze onderscheiden zich doordat de laatste de hoeveelheid energie is die is gekoppeld aan de positie die wordt ingenomen door een object in rust en het kan uit drie soorten bestaan:

• Gravitatie potentiële energie. Het hangt af van de hoogte waarop de objecten worden geplaatst en de aantrekkingskracht die de zwaartekracht erop zou uitoefenen.
• Elastische potentiële energie. Het is degene die optreedt wanneer een elastisch object zijn oorspronkelijke vorm terugkrijgt, zoals een veer wanneer deze wordt gedecomprimeerd.
• Elektrische potentiële energie. Het zit vervat in het werk dat wordt uitgevoerd door een specifiek elektrisch veld, wanneer een elektrische lading erin van een punt in het veld naar oneindig gaat.

Zie ook: Voorbeelden van potentiële energie

Berekeningsformule voor kinetische energie

Kinetische energie wordt weergegeven door het symbool E_c (soms ook E_– of E₊ of zelfs T of K) en de klassieke berekeningsformule is EN_c = ½. m. v²waarbij m staat voor massa (in Kg) en v staat voor snelheid (in m / s). De meeteenheid voor kinetische energie is Joules (J): 1 J = 1 kg. m²/ s².

Gegeven een Cartesiaans coördinatensysteem, zal de formule voor de berekening van kinetische energie de volgende vorm hebben: EN_c= ½. m (X² + ẏ² + ¿²)

Deze formuleringen variëren in relativistische mechanica en kwantummechanica.

Kinetische energie-oefeningen

1. Een auto van 860 kg rijdt met een snelheid van 50 km / u. Wat zal zijn kinetische energie zijn?

Eerst transformeren we de 50 km / u naar m / s = 13,9 m / s en passen we de rekenformule toe:

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

1. Een steen met een massa van 1500 kg rolt van een helling af met een kinetische energie van 675000 J. Hoe snel beweegt de steen?

Omdat Ec = ½. m .v² we hebben 675000 J = ½. 1500 kg. v², en bij het oplossen van het onbekende, moeten we v² = 675000 J. 2/1500 kg. 1, vanwaar v² = 1350000 J / 1500 Kg = 900 m / s, en tenslotte: v = 30 m / s na het oplossen van de vierkantswortel van 900.

Voorbeelden van kinetische energie

1. Een man op een skateboard. Een skateboarder op de betonnen U ervaart zowel potentiële energie (wanneer hij even stopt aan de uiteinden) als kinetische energie (wanneer hij de neerwaartse en opwaartse beweging hervat). Een skateboarder met een hogere lichaamsmassa zal hogere kinetische energie verwerven, maar ook iemand wiens skateboard hem in staat stelt om met hogere snelheden te gaan.
2. Een porseleinen vaas die valt. Omdat de zwaartekracht inwerkt op de per ongeluk aangeslagen porseleinen vaas, bouwt zich kinetische energie op in je lichaam terwijl het naar beneden gaat en wordt vrijgegeven als het tegen de grond botst. Het aanvankelijke werk dat door de trip wordt geproduceerd, versnelt het doorbreken van zijn evenwichtstoestand en de rest wordt gedaan door de zwaartekracht van de aarde.
3. Een geworpen bal. Door onze kracht op een bal in rust af te drukken, versnellen we deze voldoende zodat hij de afstand tussen ons en een speelkameraad aflegt, waardoor hij kinetische energie krijgt die onze partner, wanneer hij hem aanpakt, moet tegenwerken met een werk van gelijke of grotere omvang. en daarmee de beweging stoppen. Als de bal groter is, kost het meer werk om hem te stoppen dan wanneer hij klein is.
4. Een steen op een heuvel. Stel dat we een steen tegen een heuvel op duwen. Het werk dat we doen bij het duwen moet groter zijn dan de potentiële energie van de steen en de aantrekkingskracht van de zwaartekracht op zijn massa, anders kunnen we hem niet omhoog bewegen of, erger nog, hij zal ons verpletteren. Als de steen, net als Sisyphus, de tegenoverliggende helling afdaalt naar de andere kant, zal hij zijn potentiële energie in kinetische energie afgeven als hij naar beneden valt. Deze kinetische energie hangt af van de massa van de steen en de snelheid die hij verkrijgt bij zijn val.
5. Een achtbaanwagen het verwerft kinetische energie als het valt en verhoogt zijn snelheid. Momenten voordat het aan zijn afdaling begint, zal de kar potentieel hebben en geen kinetische energie; maar als de beweging eenmaal is begonnen, wordt alle potentiële energie kinetisch en bereikt het zijn maximale punt zodra de val eindigt en de nieuwe opstijging begint. Deze energie zal overigens groter zijn als de kar vol mensen is dan als hij leeg is (hij zal meer massa hebben).

Andere soorten energie