Készítette: Petra Podmanická
Elméleti rész
A helyzeti (potenciális) és a kinetikus (kinetikus) energia témakörében a témát külön kidolgozták, de a példákra való áttérés előtt röviden megemlítem a legfontosabb fogalmakat, azaz:
A kinetikus energia, más néven kinetikus energia, az az energia, amellyel a mozgó testek rendelkeznek. A test súlyától és sebességétől függ (ha a test nem mozog, akkor nincs mozgási energiája)
A helyzeti vagy potenciális energia az a munka, amelyet el kell végezni, hogy egy test új helyzetbe kerüljön a Föld gravitációs mezőjében. Ez a test tömegétől, a gravitációs gyorsulástól és a magasságtól függ (ha a testet semmilyen magasságba nem helyezzük át aktuális helyzetéhez képest, h = 0, akkor potenciális energiája nulla)
Minták:
kinetikus energia: Ek = ½ m * v 2
helyzeti energia: Ep = m * g * h
Gyakorlati rész
Az 1000 kg súlyú test sebessége 20 km/h. Valamikor teljesen leállítottuk ezt a testet, és 2 méter magasra emeltük a földről. Számítsa ki a kinetikus energiát abban az időben, amikor 20 km/h sebességgel haladt, és a helyzetenergiát a talajhoz viszonyítva, amikor a testet magasságba emeltük.
Ez egy nagyon egyszerű eset, amikor csak az értékeket helyettesítjük a képletbe anélkül, hogy módosítanunk kellene. Tehát írjuk le, amit tudunk:
Ek = ½ m * v 2 = ½ * 1000 * 20 2 = 500 * 400 = 200 000 J = 200 kJ
Ep = m * g * h = 1000 * 10 * 2 = 20 000 J = 20 kJ
Az 1 kg súlyú test sebessége 10 km/h volt. Aztán 20 km/h-ra növelte sebességét. Természetesen milyen értékkel nőtt a kinetikus energiája
A test súlya m1 = 1 kg, sebessége v1 = 10 km/h. mozgási energiája Ek1. Idővel ez a test növelte sebességét, így tömegünk m2 = m1 = 1kg, sebesség v2 = 20 km/h és mozgási energiája Ek2. Ezért minden esetben kiszámoljuk a test mozgási energiáját:
Ek1 = ½ * m1 * v1 2 = ½ * 1 * 10 2 = 50 J
Ek2 = ½ * m2 * v2 2 = ½ * 1 * 20 2 = 200 J
És ha meg akarjuk tudni, mennyit nőtt az energiája, egyszerűen kivonjuk őket egymásból:
ΔE = Ek2 - Ek1 = 200 - 50 = 150 J
A test súlya 100 kg. 2 méter magasan helyezkedik el a deszka felett, a deszka 1 méter magasan helyezkedik el a Föld felett. Határozza meg a test helyzetenergiáját a lemez és a Föld vonatkozásában.
Számolnunk kell a helyzeti energiával, így az Ep = m * g * h képletből indulunk ki. Ismerjük a test tömegét m = 100 kg, ismerjük a gravitációs gyorsulást g = 10 m/s -2. Ezért továbbra is kérdés, hogy mi lesz a test magassága. Ha meghatározzuk a helyzetenergiát a lemezhez képest, akkor egyszerű, a magassága h = 2 méter lesz, ezért:
Ep = m * g * h = 100 * 10 * 2 = 2000 J = 2 kJ
Ha meg kell határoznunk, hogy milyen magasságban van a talaj felett, akkor figyelembe kell vennünk a deszkától való magasságot (2 méter), de azt is figyelembe kell vennünk, hogy a tábla is egy bizonyos távolságban van a talaj felett (1). méter), és a kapott magasságot e két magasság összege adja meg:
h = h1 + h2 = 2 + 1 = 3 méter
És akkor a helyzet energia:
Ep = m * g * h = 100 * 10 * 3 = 3000 j = 3 kJ
A testnek háromszor kisebb a súlya és 6-szor nagyobb a sebessége, mint a másik testnek. Természetesen az első test mozgási energiája hányszor nagyobb/kevesebb, mint a második.
Nem adtunk meg konkrét számokat, csak azt tudjuk, hogy két testünk van A, B, míg az első (A) tömege háromszor kisebb, mint a második (B) tömege, azaz:
mA = mB/3. mB = 3 * mA
és sebessége 6-szor nagyobb:
Mivel meg akarom tudni az első EkA és a második EkB test kinetikus energiájának arányát, összehasonlítjuk őket, és a képletbe behelyettesítjük azokat az értékeket, amelyeket egy pillanatra meghatároztunk:
Az első test mozgási energiája 12-szer nagyobb, mint a második test mozgási energiája
Mi a helyzeti és kinetikus energia?
Mi a képlete a helyzeti és a kinetikus energia kiszámításához?
A 25 kg súlyú test sebességét 15 km/h-ról 75 km/h-ra növelte. Határozza meg a mozgási energia változását
A 40 kg súlyú test 25 cm-rel a ház teteje felett van, a ház teteje pedig 10 méterrel a talaj felett. Határozza meg a helyzeti energiáját a talaj és a tető tekintetében.