พลังงานจลน์

เนื้อหา

• ความแตกต่างระหว่างพลังงานจลน์และพลังงานศักย์
• สูตรการคำนวณพลังงานจลน์
• แบบฝึกหัดพลังงานจลน์
• ตัวอย่างพลังงานจลน์
• พลังงานประเภทอื่น ๆ

พลังงานจลน์ เป็นสิ่งที่ร่างกายได้รับเนื่องจากการเคลื่อนไหวและถูกกำหนดให้เป็นปริมาณงานที่จำเป็นในการเร่งร่างกายในขณะพักและมวลที่กำหนดให้เป็นความเร็วที่กำหนด

กล่าวว่าพลังงาน ได้มาจากการเร่งความเร็วหลังจากนั้นวัตถุจะคงไว้เหมือนเดิมจนกว่าความเร็วจะแตกต่างกันไป (เร่งความเร็วหรือช้าลง) ดังนั้นเมื่อต้องการหยุดมันจะใช้งานเชิงลบที่มีขนาดเท่ากับพลังงานจลน์ที่สะสมไว้ ดังนั้นยิ่งเวลาที่แรงเริ่มต้นกระทำกับร่างกายเคลื่อนที่นานเท่าไหร่ความเร็วก็จะถึงมากขึ้นและพลังงานจลน์ที่ได้รับก็จะมากขึ้น

ความแตกต่างระหว่างพลังงานจลน์และพลังงานศักย์

พลังงานจลน์ร่วมกับพลังงานศักย์จะรวมกันเป็นพลังงานกลทั้งหมด (E_ม = จ_ค + จ_น). สองวิธีนี้ พลังงานกลจลนศาสตร์และศักยภาพ พวกเขามีความโดดเด่นในด้านหลังคือปริมาณพลังงานที่เกี่ยวข้องกับตำแหน่งที่วัตถุที่อยู่นิ่ง และสามารถมีได้สามประเภท:

• พลังงานศักย์โน้มถ่วง. ขึ้นอยู่กับความสูงที่วางสิ่งของและแรงดึงดูดที่แรงโน้มถ่วงจะกระทำต่อพวกมัน
• พลังงานศักย์ยืดหยุ่น. เป็นสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุยืดหยุ่นคืนรูปร่างเดิมเช่นสปริงเมื่อคลายการบีบอัด
• พลังงานศักย์ไฟฟ้า. เป็นสิ่งที่มีอยู่ในงานที่ดำเนินการโดยสนามไฟฟ้าเฉพาะเมื่อประจุไฟฟ้าภายในเคลื่อนที่จากจุดหนึ่งในสนามไปไม่มีที่สิ้นสุด

ดูสิ่งนี้ด้วย: ตัวอย่างพลังงานที่อาจเกิดขึ้น

สูตรการคำนวณพลังงานจลน์

พลังงานจลน์แสดงด้วยสัญลักษณ์ E_ค (บางครั้งก็ E_– หรือ E₊ หรือแม้กระทั่ง T หรือ K) และสูตรการคำนวณแบบคลาสสิกคือ และ_ค = ½. ม. v²โดยที่ m แทนมวล (เป็น Kg) และ v แทนความเร็ว (เป็น m / s). หน่วยวัดพลังงานจลน์คือจูล (J): 1 J = 1 กก. ม²/ s².

ด้วยระบบพิกัดคาร์ทีเซียนสูตรการคำนวณพลังงานจลน์จะมีรูปแบบต่อไปนี้: และ_ค= ½. เมตร (ẋ² + ẏ² + ¿²)

สูตรเหล่านี้แตกต่างกันไปในกลศาสตร์เชิงสัมพัทธภาพและกลศาสตร์ควอนตัม

แบบฝึกหัดพลังงานจลน์

1. รถ 860 กก. เดินทางด้วยความเร็ว 50 กม. / ชม. พลังงานจลน์ของมันจะเป็นอย่างไร?

ก่อนอื่นเราแปลง 50 km / h เป็น m / s = 13.9 m / s และใช้สูตรการคำนวณ:

และ_ค = ½. 860 กก. (13.9 ม. / วินาที)² = 83,000 เจ.

1. หินที่มีมวล 1,500 Kg กลิ้งลงมาตามทางลาดโดยสะสมพลังงานจลน์ 675000 J. หินเคลื่อนที่เร็วแค่ไหน?

ตั้งแต่ Ec = ½. ม. v² เรามี 675000 J = ½ 1,500 กก. v²และเมื่อแก้สิ่งที่ไม่รู้จักเราต้อง v² = 675000 เจ. 2/1500 กก. 1, เพราะอะไร v² = 1350000 J / 1500 Kg = 900 ม. / วินาที, และในที่สุดก็: v = 30 ม. / วินาที หลังจากแก้สแควร์รูทของ 900

ตัวอย่างพลังงานจลน์

1. ผู้ชายบนสเก็ตบอร์ด. นักสเก็ตบอร์ดบนคอนกรีต U จะสัมผัสกับพลังงานศักย์ทั้งสอง (เมื่อหยุดที่จุดสิ้นสุดในชั่วขณะหนึ่ง) และพลังงานจลน์ (เมื่อดำเนินการต่อในการเคลื่อนที่ลงและขึ้น) นักสเก็ตบอร์ดที่มีมวลกายมากกว่าจะได้รับพลังงานจลน์ที่มากขึ้น แต่ก็เช่นกันที่สเก็ตบอร์ดอนุญาตให้เขาไปด้วยความเร็วสูง
2. แจกันลายครามที่ตกอยู่. เมื่อแรงโน้มถ่วงกระทำกับแจกันพอร์ซเลนที่สะดุดโดยบังเอิญพลังงานจลน์จะสร้างขึ้นในร่างกายของคุณเมื่อมันตกลงมาและถูกปล่อยออกมาเมื่อมันกระแทกกับพื้น งานเริ่มต้นที่เกิดจากการเดินทางเร่งให้ร่างกายทำลายสภาวะสมดุลและส่วนที่เหลือทำโดยแรงโน้มถ่วงของโลก
3. ลูกบอลโยน. ด้วยการพิมพ์แรงของเราลงบนลูกบอลที่อยู่นิ่งเราจะเร่งความเร็วให้มากพอเพื่อให้มันเคลื่อนที่ไปในระยะห่างระหว่างเรากับเพื่อนเล่นซึ่งทำให้มันมีพลังงานจลน์จากนั้นเมื่อต้องรับมือคู่ของเราจะต้องตอบโต้ด้วยงานที่มีขนาดเท่ากันหรือมากกว่า และหยุดการเคลื่อนไหว ถ้าลูกบอลมีขนาดใหญ่ขึ้นจะต้องใช้เวลาในการหยุดมากกว่าถ้าลูกมีขนาดเล็ก.
4. หินบนเนินเขา. สมมติว่าเราดันก้อนหินขึ้นไปบนไหล่เขา งานที่เราทำเมื่อผลักมันจะต้องมากกว่าพลังงานศักย์ของหินและแรงดึงดูดของแรงดึงดูดที่มีต่อมวลของมันมิฉะนั้นเราจะไม่สามารถเคลื่อนย้ายมันขึ้นไปได้หรือที่แย่ไปกว่านั้นมันจะบดขยี้เรา ถ้าเช่นเดียวกับซิซีฟัสหินจะไหลลงไปอีกด้านหนึ่งมันจะปล่อยพลังงานศักย์ออกมาเป็นพลังงานจลน์เมื่อมันตกลงไป พลังงานจลน์นี้จะขึ้นอยู่กับมวลของหินและความเร็วที่ได้รับเมื่อตก
5. รถเข็นรถไฟเหาะ ได้รับพลังงานจลน์เมื่อตกและเพิ่มความเร็ว ช่วงเวลาก่อนที่มันจะเริ่มลงรถเข็นจะมีศักยภาพและไม่ใช่พลังงานจลน์ แต่เมื่อเริ่มการเคลื่อนไหวพลังงานศักย์ทั้งหมดจะกลายเป็นจลน์และถึงจุดสูงสุดทันทีที่การตกสิ้นสุดลงและการขึ้นใหม่จะเริ่มขึ้น อนึ่งพลังงานนี้จะมากขึ้นหากรถเข็นเต็มไปด้วยผู้คนมากกว่าที่ว่างเปล่า (จะมีมวลมากกว่า)

พลังงานประเภทอื่น ๆ