Energia kinetyczna


Wszystko o energii kinetycznej:Wzory z fizyki - gimnazjum


Jeżeli szukasz wzorów i zagadnień z działu kinematyka – zapraszam na podstronę z materiałami z kinematyki.

Energia kinetyczna – definicja

Energia kinetyczna to energia, która posiada ciało będące w ruchu względem wybranego przez nas układu odniesienia.

Energia kinetyczna jest równa pracy, wykonanej do rozpędzenia ciała do prędkości z jaką się porusza. Dzięki energii kinetycznej ciało może z kolei wykonać pracę równą tej energii np. pokonać siły tarcia czy wprawić inne ciało w ruch.

Wzór na energię kinetyczną

Energię kinetyczną wyrażamy wzorem:

\(E_k = \frac{m \cdot V^2}{2} \)

\(E_k \) – energia kinetyczna
\(m \) – masa
\(V \) – prędkość

Energia kinetyczna – wyjaśnienie

  • Energia kinetyczna jest równa pracy, jaką trzeba włożyć, aby rozpędzić ciało
  • Tak „zgromadzoną” energię można z kolei wykorzystać na wykonanie innej pracy np. rozpędzona kula może rozbić kręgle
  • Energia kinetyczna rośnie ze wzrostem masy i z kwadratem prędkości
  • Energia kinetyczna jest względna, zależy od układu odniesienia, w jednym układzie może być inna niż w drugim
  • Dla ciał poruszających się z prędkościami bliskimi prędkości światła występuje odchylenie od wzoru na energię kinetyczna z uwagi na efekt relatywistyczny

Jednostka energii kinetycznej – dżul

Jednostką energii kinetycznej jest dżul. Nazwa dżul pochodzi od nazwiska angielskiego fizyka Jamesa Joule’a.

Jeden dżul jest równy energii (lub pracy) wykonanej przez siłę o wartości 1 N przy przesunięciu punktu przyłożenia siły o 1 m w kierunku równoległym do kierunku działania siły.

\(1 J = \frac{kg \cdot m^2}{s^2} = 1 N \cdot m = 1 W \cdot s \)

Przykłady energii kinetycznej

  • rozpędzony rowerzysta
  • jadący pojazd
  • wystrzelony pocisk
  • tocząca się kula

Wyprowadzenie wzoru na energię kinetyczną

Wzór na energię kinetyczną możemy wyprowadzić ze wzoru na pracę:

\(W = F \cdot s \)

Ponieważ:

\(F = m \cdot a \)

\(a = \frac{V_k – V_p}{t} \)

\(s = \frac{V_p + V_k}{2} t \)

To podstawiając:

\(W = m \frac{V_k – V_p}{t} \cdot \frac{V_p + V_k}{2} t \)

Ponieważ prędkość początkowa \(V_p = 0 \) to

\(W = m \frac{V_k}{t} \cdot \frac{V_k}{2} t \)

Skracając t

\(W = \frac{m V^2}{2} \)

Energia kinetyczna
98% (4.9) oddano głosów: 10

UDOSTĘPNIJ LINK:
Facebooktwittergoogle_plusmail