Calculați energia cinetică - definiție, formulă și exemple

Videoclipul se încarcă .

Dacă videoclipul nu apare după scurt timp:

Ghid de vizionare video

În acest text vă explicăm ce se înțelege prin mișcare sau energie cinetică și cum o puteți calcula. Pentru aceasta vom enumera și explica câțiva termeni de care aveți nevoie pentru calcul. Ar fi trebuit să citiți în prealabil textul nostru despre energia pozițională.

Ce este energia cinetică?

Energia cinetică este adesea numită și energie cinetică. Unul dintre motivele pentru aceasta este că această formă de energie poate fi găsită în corpurile în mișcare. Potențialul de energie cinetică pe care îl are un corp este determinat de înălțimea la care este situat; este eliberat atunci când această înălțime este redusă.

Bine de stiut

Notă

Termenul cinetică este derivat din cuvântul grecesc kinesis, care înseamnă ceva de genul mișcare.

Energia cinetică a unui corp în mișcare poate fi calculată prin următoarea formulă:

Înștiințare

În această formulă, jumătate din masa obiectului în mișcare $ (\ frac \ cdot) $ este înmulțită cu viteza pătrată $ (v ^ 2) $. Unitatea de energie cinetică este joule ($ J $).

Peste 700 de texte și videoclipuri de învățare
Peste 250.000 de exerciții și soluții
Lecție de încercare gratuită

Exemple de calcul al energiei cinetice

exemplu

Să vedem un exemplu:

O clasă de fizică la un liceu ar dori să calculeze modul în care ar afecta-o căderea unei nuci de cocos de la diferite înălțimi. Pentru a face acest lucru, una dintre nuci trebuie aruncată de la primul etaj al clădirii școlii dvs. și alta de pe acoperiș. Rugați clasa să calculeze mai întâi ce niveluri diferite de energie au nucile de cocos în cădere.

După cum puteți vedea în grafic, prima nucă de cocos este scăzută de la o înălțime de trei metri. Puteți vedea nivelul de energie al mișcării piuliței în timpul căderii chiar lângă ea. După cum puteți vedea, energia cinetică (energia cinetică) crește odată cu creșterea altitudinii, în timp ce energia pozițională (energia potențială) scade odată cu creșterea altitudinii. Acum să vedem cum puteți calcula nivelul de energie.

Înștiințare

Formula pentru calcularea nivelului de energie potențială rezultă din factorii înălțimii ($ h $), care este specificată în metri ($ m $), masa ($ m $) a obiectului, care este exprimată în kilograme ($ kg $) și constanta accelerației datorată gravitației ($ g $) cu unitatea $ \ frac $. Acești trei factori sunt înmulțiți pentru a determina energia potențială ($ E_ $) care corespunde energiei cinetice ($ E_ $) pentru corpurile în repaus.

$ E_ = \ cdot \ cdot $ (numai pentru corpurile în repaus)

Dacă nuca de cocos este acum scăpată, energia potențială scade și energia cinetică crește până când atinge maximul și astfel energia potențială a fost convertită în energie cinetică. Formula pentru calcularea nivelului de energie cinetică rezultă din factorul ($ \ frac $) care corespunde masei ($ m $) a obiectului, care este specificată în kilograme ($ kg $) și viteza pătrată ($ v ^ 2 $) care este specificat în ($ \ frac $) se înmulțește.

$ E _ = \ frac \ cdot \ cdot $ (corp în mișcare)

Dacă aplicăm aceste formule exemplului nostru și presupunem că nuca de cocos are o masă de 2 kg, veți obține următorul calcul:

Dacă elaborați această formulă, veți obține pentru început nivelul de energie potențial al cocosului. Desigur, acest lucru este doar teoretic atâta timp cât piulița din exemplul nostru nu se mișcă. Energia eliberată în timpul toamnei este apoi vizibilă în viteza generată în timpul zborului. Acum să vedem cum puteți calcula această viteză.

Considerăm formula noastră pentru energia cinetică menționată la început: $ E _ = \ frac \ cdot \ cdot $ Acum să o schimbăm astfel încât să putem calcula viteza direct. Veți primi apoi următoarea formulă:

În continuare, să folosim valorile pe care le știm deja din calculul de mai sus pentru a afla cât de repede cade nuca de cocos.

Viteza pe care o obțineți cu acest calcul este dată în metri pe secundă $ (\ frac) $. În exemplul nostru, nuca de cocos în cădere are o viteză de 7.672 $ \ frac $.

Înălțimea nivelului de energie cinetică și viteza de cădere a unui obiect depind de înălțimea punctului de plecare.

Prin urmare, se poate afirma că cu cât este stocat un obiect mai mare, cu atât este mai mare energia cinetică și viteza eliberată în timpul zborului.

Dacă acest lucru este scăzut la sol de la o înălțime de trei metri la o viteză de 7.672 $ \ frac $, veți primi următorul calcul:

$ E _ = \ frac \ cdot 2kg \ cdot (7.672 \ frac) ^ 2 $ = 58,86 $ J $

O comparație cu energia potențială arată că aceasta a fost complet transformată în energie cinetică.

Bine de stiut

Notă

Vă rugăm să rețineți că, pe lângă exemplul nostru de cădere a nucii de cocos, există și alte cauze ale mișcării unui corp, cum ar fi forțele arcului, încărcăturile de combustibil, forța motorie, forța de recul și multe altele.

Acum știți ce se înțelege prin termenul de energie cinetică sau energie cinetică și cum se poate calcula nivelul acestei forme de energie și viteza unui obiect în mișcare. Acum puteți testa cunoștințele dvs. recent dobândite pe exercițiile noastre. Vă dorim multă distracție și succes!