Kinetische Energie

Inhalt

• Unterschied zwischen kinetischer Energie und potentieller Energie
• Formel zur Berechnung der kinetischen Energie
• Kinetische Energieübungen
• Beispiele für kinetische Energie
• Andere Arten von Energie

Das Kinetische Energie Es ist das, was ein Körper aufgrund seiner Bewegung erwirbt und definiert als der Arbeitsaufwand, der erforderlich ist, um einen ruhenden Körper und eine bestimmte Masse auf eine festgelegte Geschwindigkeit zu beschleunigen.

Sagte Energie Es wird durch eine Beschleunigung erfasst, wonach das Objekt es identisch hält, bis sich die Geschwindigkeit ändert (beschleunigen oder verlangsamen). Um damit aufzuhören, wird es negative Arbeit in der gleichen Größenordnung wie seine akkumulierte kinetische Energie benötigen. Je länger die Zeit ist, in der die Anfangskraft auf den sich bewegenden Körper wirkt, desto größer ist die erreichte Geschwindigkeit und desto größer ist die erhaltene kinetische Energie.

Unterschied zwischen kinetischer Energie und potentieller Energie

Die kinetische Energie addiert sich zusammen mit der potentiellen Energie zur Summe der mechanischen Energie (E._m = E._c + E._p). Diese beiden Möglichkeiten von mechanische Energie, Kinetik und Potenzial, Sie zeichnen sich dadurch aus, dass letztere die Energiemenge ist, die mit der Position eines ruhenden Objekts verbunden ist und es kann von drei Arten sein:

• Gravitationspotentialenergie. Dies hängt von der Höhe ab, in der sich die Objekte befinden, und von der Anziehungskraft, die die Schwerkraft auf sie ausüben würde.
• Elastische potentielle Energie. Es ist dasjenige, das auftritt, wenn ein elastisches Objekt seine ursprüngliche Form wiedererlangt, wie eine Feder, wenn es dekomprimiert wird.
• Elektrische potentielle Energie. Es ist der Inhalt der Arbeit, die von einem bestimmten elektrischen Feld ausgeführt wird, wenn sich eine elektrische Ladung in ihm von einem Punkt im Feld ins Unendliche bewegt.

Siehe auch: Beispiele für potentielle Energie

Formel zur Berechnung der kinetischen Energie

Kinetische Energie wird durch das Symbol E dargestellt_c (manchmal auch E._– oder E.₊ oder sogar T oder K) und seine klassische Berechnungsformel ist UND_c = ½. m. v²wobei m die Masse (in kg) und v die Geschwindigkeit (in m / s) darstellt. Die Maßeinheit für die kinetische Energie ist Joule (J): 1 J = 1 kg. m²/ s².

Bei einem kartesischen Koordinatensystem hat die Formel zur Berechnung der kinetischen Energie die folgende Form: UND_c= ½. m (ẋ² + ẏ² + ¿²)

Diese Formulierungen variieren in der relativistischen Mechanik und der Quantenmechanik.

Kinetische Energieübungen

1. Ein 860 kg schweres Auto fährt mit 50 km / h. Wie wird seine kinetische Energie sein?

Zuerst transformieren wir die 50 km / h in m / s = 13,9 m / s und wenden die Berechnungsformel an:

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

1. Ein Stein mit einer Masse von 1500 kg rollt einen Hang hinunter und sammelt eine kinetische Energie von 675000 J. Wie schnell bewegt sich der Stein?

Da Ec = ½. m .v² wir haben 675000 J = ½. 1500 kg. v²und wenn wir das Unbekannte lösen, müssen wir v² = 675000 J. 2/1500 Kg. 1, woher v² = 1350000 J / 1500 kg = 900 m / s, und schlussendlich: v = 30 m / s nach dem Lösen der Quadratwurzel von 900.

Beispiele für kinetische Energie

1. Ein Mann auf einem Skateboard. Ein Skateboarder auf dem konkreten U erfährt sowohl potentielle Energie (wenn er für einen Moment an seinen Enden stehen bleibt) als auch kinetische Energie (wenn er sich wieder nach unten und oben bewegt). Ein Skateboarder mit einer höheren Körpermasse erhält eine höhere kinetische Energie, aber auch einer, dessen Skateboard es ihm ermöglicht, mit höheren Geschwindigkeiten zu fahren.
2. Eine Porzellanvase, die fällt. Während die Schwerkraft auf die versehentlich ausgelöste Porzellanvase einwirkt, baut sich beim Abstieg kinetische Energie in Ihrem Körper auf und wird beim Aufprall auf den Boden freigesetzt. Die anfängliche Arbeit, die durch die Reise erzeugt wird, beschleunigt den Körper, indem er seinen Gleichgewichtszustand bricht, und der Rest wird durch die Schwerkraft der Erde erledigt.
3. Ein geworfener Ball. Indem wir unsere Kraft auf einen Ball in Ruhe drucken, beschleunigen wir ihn so weit, dass er die Distanz zwischen uns und einem Spielkameraden zurücklegt, und geben ihm so eine kinetische Energie, dass unser Partner beim Anpacken mit einer Arbeit gleicher oder größerer Größe entgegenwirken muss. und damit die Bewegung stoppen. Wenn der Ball größer ist, ist mehr Arbeit erforderlich, um ihn zu stoppen, als wenn er klein ist.
4. Ein Stein auf einem Hügel. Angenommen, wir schieben einen Stein einen Hügel hinauf. Die Arbeit, die wir beim Schieben leisten, muss größer sein als die potentielle Energie des Steins und die Anziehungskraft der Schwerkraft auf seine Masse, sonst können wir ihn nicht nach oben bewegen oder, schlimmer noch, er wird uns zerquetschen. Wenn der Stein wie Sisyphus den gegenüberliegenden Hang zur anderen Seite hinuntergeht, gibt er seine potentielle Energie in kinetische Energie ab, wenn er bergab fällt. Diese kinetische Energie hängt von der Masse des Steins und der Geschwindigkeit ab, die er bei seinem Fall erreicht.
5. Ein Achterbahnwagen es gewinnt beim Fallen kinetische Energie und erhöht seine Geschwindigkeit. Kurz bevor der Abstieg beginnt, verfügt der Wagen über potenzielle und nicht über kinetische Energie. Sobald die Bewegung gestartet ist, wird die gesamte potentielle Energie kinetisch und erreicht ihren Maximalpunkt, sobald der Fall endet und der neue Aufstieg beginnt. Übrigens ist diese Energie größer, wenn der Wagen voller Menschen ist, als wenn er leer ist (er hat eine größere Masse).

Andere Arten von Energie

Potenzielle Energie	Mechanische Energie
Wasserkraft	Innere Energie
Elektrische Energie	Wärmeenergie
Chemische Energie	Solarenergie
Windkraft	Kernenergie
Kinetische Energie	Schall Energie
Kalorische Energie	hydraulische Energie
Geothermische Energie