Istnieją dwie formy energii: energia potencjalna i energia kinetyczna. Energia potencjalna to względna energia, jaką ma jeden obiekt w odniesieniu do położenia innego obiektu. Na przykład, jeśli jesteś na szczycie wzgórza, masz więcej energii potencjalnej, niż gdybyś był u podnóża wzgórza. Energia kinetyczna to energia, którą posiada obiekt, gdy się porusza. Energia kinetyczna może być generowana w wyniku wibracji, rotacji lub translacji (ruchu z jednego miejsca do drugiego). Energię kinetyczną dowolnego obiektu można łatwo znaleźć za pomocą równania, które wykorzystuje masę i prędkość tego obiektu.
Krok
Część 1 z 3: Zrozumienie energii kinetycznej
Krok 1. Poznaj wzór na obliczanie energii kinetycznej
Wzór na obliczenie energii kinetycznej (EK) to EK = 0,5 x mv2. W tym równaniu m reprezentuje masę, która jest ilością materii w obiekcie, a v reprezentuje prędkość obiektu lub szybkość, z jaką obiekt zmienia pozycję.
Twoja odpowiedź powinna być zawsze zapisana w dżulach (J), która jest standardową jednostką miary energii kinetycznej. Dżul odpowiada 1 kg * m2/s2.
Krok 2. Określ masę obiektu
Jeśli rozwiążesz problem, dla którego masa jest nieznana, musisz sam określić masę. Wartość masy można określić poprzez zważenie przedmiotu na wadze i znalezienie jego masy w kilogramach (kg).
- Weź wagę. Zanim zważysz swoje przedmioty, musisz odrzucić wagę. Zerowanie wagi nazywa się wieżą.
- Umieść swój obiekt na wadze. Powoli umieść przedmiot na wadze i zapisz jego masę w kilogramach.
- W razie potrzeby przelicz gramy na kilogramy. Do ostatecznego obliczenia masa musi być w kilogramach.
Krok 3. Oblicz prędkość obiektu
Często problem podaje prędkość obiektu. Jeśli nie, możesz określić jego prędkość na podstawie odległości, jaką przebył obiekt oraz czasu, w jakim obiekt przebył tę odległość. Jednostką prędkości są metry na sekundę (m/s).
- Prędkość definiuje się zgodnie z równaniem jako przemieszczenie podzielone przez czas: V = d/t. Prędkość jest wielkością wektorową, tj. ma zarówno wielkość, jak i kierunek. Wielkość to wartość liczbowa reprezentująca prędkość, podczas gdy kierunek to kierunek, w którym porusza się prędkość.
- Na przykład prędkość obiektu może wynosić 80 m/s lub -80 m/s, w zależności od kierunku, w którym się porusza.
- Aby obliczyć prędkość, po prostu podziel odległość, jaką przebył obiekt, przez czas potrzebny obiektowi na pokonanie tej odległości.
Część 2 z 3: Obliczanie energii kinetycznej
Krok 1. Zapisz równanie
Wzór na obliczenie energii kinetycznej (EK) to EK = 0,5 x mv2. W tym równaniu m reprezentuje masę, która jest ilością materii w obiekcie, a v reprezentuje prędkość obiektu lub szybkość, z jaką obiekt zmienia pozycję.
Twoja odpowiedź powinna być zawsze zapisana w dżulach (J), która jest standardową jednostką miary energii kinetycznej. Dżul odpowiada 1 kg * m2/s2.
Krok 2. Wstaw masę i prędkość do równania
Jeśli nie znasz masy lub prędkości obiektu, musisz to obliczyć. Załóżmy, że znasz wielkość tych dwóch zmiennych i próbujesz rozwiązać następujący problem: Określ energię kinetyczną kobiety o wadze 55 kg, która biegnie z prędkością 3,87 m/s. Ponieważ znasz masę i prędkość kobiety, możesz wstawić wartości do równania:
- EK = 0,5 x mv2
- EK = 0,5 x 55 x (3, 87)2
Krok 3. Rozwiąż równanie
Gdy wprowadzisz masę i prędkość, możesz znaleźć energię kinetyczną (EK). Podnieś prędkość do kwadratu i pomnóż wszystkie zmienne. Pamiętaj, aby napisać odpowiedź w dżulach (J).
- EK = 0,5 x 55 x (3, 87)2
- EK = 0,5 x 55 x 14,97
- EK = 411 675 J
Część 3 z 3: Wykorzystanie energii kinetycznej do znalezienia prędkości lub masy
Krok 1. Zapisz równanie
Wzór na obliczenie energii kinetycznej (EK) to EK = 0,5 x mv2. W tym równaniu m reprezentuje masę, która jest ilością materii w obiekcie, a v reprezentuje prędkość obiektu lub szybkość, z jaką obiekt zmienia pozycję.
Twoja odpowiedź powinna być zawsze zapisana w dżulach (J), która jest standardową jednostką miary energii kinetycznej. Dżul odpowiada 1 kg * m2/s2.
Krok 2. Wprowadź znane zmienne
W niektórych problemach możesz znać energię kinetyczną i masę lub energię kinetyczną i prędkość. Pierwszym krokiem do rozwiązania tego problemu jest wprowadzenie wszystkich znanych zmiennych.
-
Przykład 1: Jaka jest prędkość obiektu o masie 30 kg i energii kinetycznej 500 J?
- EK = 0,5 x mv2
- 500 J = 0,5 x 30 x v2
-
Przykład 2: Jaka jest masa obiektu o energii kinetycznej 100 J i prędkości 5 m/s?
- EK = 0,5 x mv2
- 100 J = 0,5 x m x 52
Krok 3. Zmień układ równania, aby rozwiązać nieznaną zmienną
Używając algebry, możesz znaleźć wartość nieznanej zmiennej, przestawiając wszystkie znane zmienne po jednej stronie równania.
-
Przykład 1: Jaka jest prędkość obiektu o masie 30 kg i energii kinetycznej 500 J?
- EK = 0,5 x mv2
- 500 J = 0,5 x 30 x v2
- Pomnóż masę przez 0,5: 0,5 x 30 = 15
- Podziel energię kinetyczną przez iloczyn: 500/15 = 33, 33
- Pierwiastek kwadratowy, aby znaleźć prędkość: 5,77 m/s
-
Przykład 2: Jaka jest masa obiektu o energii kinetycznej 100 J i prędkości 5 m/s?
- EK = 0,5 x mv2
- 100 J = 0,5 x m x 52
- Kwadrat prędkości: 52 = 25
- Pomnóż przez 0, 5: 0,5 x 25 = 12, 5
- Podziel energię kinetyczną przez iloczyn: 100/12, 5 = 8 kg
