Enerģija ir klātesoša mūsu vidē un ir raksturīga visās ikdienas vietās un darbībās, piemēram, skrienot, ejot, paņemot rokās mobilo tālruni vai braucot ar velosipēdu. Atvieglo transformācijas fiziskajās būtnēs. Enerģija ir īpašība, ko var pārnest, transportēt un uzglabāt. Turklāt to var pārveidot no vienas formas citā, un to var saglabāt daudzuma ziņā, lai gan daļa vienmēr tiek zaudēta.
Šajā rakstā mēs jums pastāstīsim kas ir kinētiskā enerģija un mēs jums sniegsim dažus piemērus, lai tas būtu viegli saprotams.
Kas ir kinētiskā enerģija un kā tā tiek ražota?
Kinētiskā enerģija attiecas uz enerģiju, kas ķermenim piemīt tās kustības dēļ. Šis enerģijas veids ir atkarīgs gan no ķermeņa masas, gan no tā ātruma. Tas atspoguļo darba potenciālu, kas ļauj objektam pāriet no miera stāvokļa uz kustības stāvokli ar noteiktu ātrumu.
Kinētiskā enerģija rodas no pašas kustības, un to var noteikt, izmantojot kinētiskās enerģijas formulu: Kinētiskā enerģija ir vienāda ar pusi no masas (m) reizinājuma ar ātruma kvadrātu (v). Vienkāršotā veidā to izsaka šādi: Ec = ½ * mv².
Piemēram, ķermenim, kas paliek pilnīgā miera stāvoklī, kinētiskās enerģijas koeficients ir 0. Kad tas sāk kustēties un piedzīvo paātrinājumu, ķermeņa kinētiskā enerģija palielināsies. Tomēr, lai ķermenis atgrieztos miera stāvoklī, tam ir jāuzņem enerģijas daudzums, kas ir ekvivalents, bet negatīvā formā, tam, ko tas sākotnēji saņēma, lai sāktu kustību.
Kinētiskās enerģijas pārvēršana elektroenerģijā
Kinētiskās enerģijas pārvēršana elektroenerģijā notiek, izmantojot ierīci, kas pazīstama kā elektriskais ģenerators. Šajā kontekstā mehāniskā enerģija, īpaši kinētiskā enerģija, tiek pārveidota par elektrību. Sākotnējais enerģijas avots var būt no dažādiem dabas elementiem, piemēram, ūdens vai vēja, kas rada kustību, kas pēc tam ļauj ģeneratoram ražot elektroenerģiju.
Kinētiskā enerģija kalpo kā līdzeklis elektroenerģijas vai siltuma ražošanai. Piemērs kinētiskās enerģijas pārvēršanai elektriskajā enerģijā ir atrodams velosipēda dinamo: riteņa griešanās izraisa dinamo griešanos, tādējādi aktivizējot velosipēda gaismu. Atjaunojamo energoresursu jomā vēl viens piemērs ir elektroenerģija, ko ražo vēja enerģētikā izmantotie mehānismi. Šis process pamatā pārvērš kinētisko enerģiju elektriskajā enerģijā, kustoties lāpstiņām, kas atrodas uz vēja turbīnām.
Kinētiskā enerģija atbilstoši studiju virzienam
Kinētiskajai enerģijai ir īpašības atkarībā no studiju jomas:
- Jo klasiskā mehānika, ķermeņa kinētisko enerģiju nosaka tā masa un ātrums, kas vienmēr būs ievērojami mazāks par gaismas ātrumu.
- Laukā relatīvistiskā mehānika, tiek pētītas parādības, kurās objekta ātrums (v) tuvojas gaismas ātrumam, ko fizikā attēlo ar simbolu c. Šādos gadījumos kinētiskās enerģijas vienādojums atšķiras no klasiskās mehānikas vienādojuma, galvenokārt tāpēc, ka šī enerģija ir atkarīga no attiecības starp v un c.
- Laukā kvantu mehānika, tiek formulēti notikumi, kas saistīti ar subatomiskām daļiņām, tostarp elektroniem. Šai teorijai ir ievērojams sarežģītības līmenis, kurā fizikālos lielumus, piemēram, kinētisko enerģiju, raksturo viļņu funkcijas, kas apzīmē varbūtības.
Kinētiskās enerģijas piemēri
Sniegsim dažus kinētiskās enerģijas piemērus, lai būtu skaidrs, kas tas ir:
- Kad cilvēks iedarbina skrejriteni, kinētiskā enerģija tiek ģenerēta uzreiz, kad skrejritenis sāk kustēties. Ja stikla vāze ir brīvā kritienā, gravitācijas spēki iedarbojas uz vāzi, kā rezultātā kinētiskā enerģija uzkrājas, tai nolaižoties. Šī enerģija galu galā tiek atbrīvota, saskaroties ar zemi vai citu virsmu, izraisot vāzes sabrukšanu.
- Kad tiek izmesta bumba, pieliekot spēku stacionārai lodei, rodas tās paātrinājums, kas liek tai pārvarēt noteiktu attālumu, kas korelē ar pieliktā spēka lielumu. Kustības laikā bumba ģenerē kinētisko enerģiju.
- Akmens, kas virzās lejup pa nogāzi, rada kinētisko enerģiju, kas ir atkarīgs gan no akmens masas, gan no ātruma, ko tas sasniedz nolaižoties. Tāpat staigāšana rada arī kinētisko enerģiju, un izmaiņas ietekmē personas svars un kustības ātrums. Piemēram, ja skrietu, nevis staigātu, saražotās enerģijas daudzums ievērojami palielinātos.
- Amerikāņu kalniņi. Atrakciju parkā amerikāņu kalniņu transportlīdzeklim ir potenciālā enerģija līdz brīdim, kad tas sāk nolaisties, un šajā brīdī tā ātrums un masa veicina kinētiskās enerģijas palielināšanos. Šī kinētiskā enerģija būs lielāka, kad transportlīdzeklis ir aizņemts, nekā tad, kad tas ir tukšs, jo masa būs ievērojami lielāka.
- Cilvēka notriekšana zemē ietver īpašu kinētiskās enerģijas pārnesi. Kad mēs skrienam pretī draugam un lecam viņam pāri, skrējiena laikā uzkrātā kinētiskā enerģija pārsniegs stacionāras pozīcijas enerģiju. Ķermenis pārvarēs savu inerci, liekot draugam nokrist zemē. Pēc trieciena abi ķermeņi apvienos savu kinētisko enerģiju un beidzot apstāsies, kad tie sasniegs zemi.
Atšķirības starp kinētisko un potenciālo enerģiju
Enerģija izpaužas dažādos veidos, tostarp termiskā, kodolenerģija, elektromagnētiskā un mehāniskā. Kinētiskā enerģija, kā minēts iepriekš, attiecas uz enerģiju, kas objektam piemīt tā kustības rezultātā. Tieši otrādi, Potenciālā enerģija tiek definēta kā enerģija, kas objektam piemīt tā stāvokļa dēļ; Piemēram, objektam, kas atrodas augstumā, ir lielāka potenciālā enerģija, salīdzinot ar objektu, kas atrodas zemes līmenī, atspoguļojot enerģiju, kas tam ir rezervē.
Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par kinētisko enerģiju un dažus piemērus.