Wszystko o energii kinetycznej:
- Energia kinetyczna – definicja
- Wzór na energię kinetyczną
- Energia kinetyczna – wyjaśnienie
- Jednostka energii kinetycznej – Joul
- Przykłady energii kinetycznej
- Wyprowadzenie wzoru na energię kinetyczną
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
\(W = \frac{m V^2}{2} \)
UDOSTĘPNIJ LINK:
