Pregătite de: Petra Podmanická
Partea teoretică
În ceea ce privește energia pozițională (potențială) și energia cinetică (cinetică), subiectul a fost dezvoltat separat, dar înainte de a trece la exemple, aș dori să menționez pe scurt cele mai importante concepte, adică:
Energia cinetică, numită și energie cinetică, este energia pe care o au corpurile care se mișcă. Depinde de greutatea corpului și de viteza acestuia (dacă corpul nu se mișcă, nu are energie cinetică)
Energia pozițională sau potențială este munca care trebuie făcută pentru a obține un corp într-o nouă poziție în câmpul gravitațional al Pământului. Depinde de masa corpului, de accelerația gravitațională și de înălțime (dacă nu transferăm corpul la nicio înălțime în raport cu poziția sa actuală, h = 0, energia sa potențială este zero)
Modele:
energie cinetică: Ek = ½ m * v 2
energie pozițională: Ep = m * g * h
Partea practică
Corpul cântărind 1000 kg are o viteză de 20 km/h. La un moment dat, am oprit complet acest corp și l-am ridicat de la sol la o înălțime de 2 metri. Calculați energia cinetică în momentul când călătorea cu o viteză de 20 km/h și energia pozițională față de sol atunci când am ridicat corpul la o înălțime.
Acesta este un caz foarte simplu în care doar substituim valorile în formulă fără a fi nevoie să o modificăm. Deci, să notăm ceea ce știm:
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
Corpul cântărind 1 kg avea o viteză de 10 km/h. Apoi și-a mărit viteza la 20 km/h. Cu siguranță cu ce valoare a crescut energia sa cinetică
Corpul are o greutate m1 = 1 kg și o viteză v1 = 10 km/h. energia sa cinetică este Ek1. De-a lungul timpului, acest corp și-a crescut viteza, deci avem o masă m2 = m1 = 1kg, viteza v2 = 20 km/h și energia sa cinetică este Ek2. Prin urmare, calculăm energia cinetică a corpului în fiecare caz:
Ek1 = ½ * m1 * v1 2 = ½ * 1 * 10 2 = 50 J
Ek2 = ½ * m2 * v2 2 = ½ * 1 * 20 2 = 200 J
Și dacă vrem să aflăm cât de mult a crescut energia lui, le scădem pur și simplu unul de celălalt:
ΔE = Ek2 - Ek1 = 200 - 50 = 150 J
Corpul cântărește 100 kg. Este situat la o înălțime de 2 metri deasupra plăcii, placa este situată la o înălțime de 1 metru deasupra Pământului. Determinați energia pozițională a corpului față de placă și față de Pământ.
Trebuie să calculăm energia pozițională, deci vom începe de la formula Ep = m * g * h. Cunoaștem masa corpului m = 100 kg, cunoaștem accelerația gravitațională g = 10 m/s -2. Prin urmare, rămâne întrebarea, care va fi înălțimea la care este situat corpul. Dacă determinăm energia pozițională față de placă, este simplă, înălțimea va fi h = 2 metri și, prin urmare:
Ep = m * g * h = 100 * 10 * 2 = 2000 J = 2 kJ
Dacă trebuie să stabilim la ce înălțime este deasupra solului, trebuie să ținem cont de înălțimea de la scândură (2 metri), dar trebuie să luăm în calcul și faptul că scândura se află și la o anumită distanță deasupra solului (1 metru) și înălțimea rezultată va fi dată de suma acestor două înălțimi:
h = h1 + h2 = 2 + 1 = 3 metri
Și atunci energia poziției va fi:
Ep = m * g * h = 100 * 10 * 3 = 3000 j = 3 kJ
Corpul are de 3 ori mai puțină greutate și cu 6 viteză mai mare decât celălalt corp. Cu siguranță de câte ori energia cinetică a primului corp este mai mare/mai mică decât a doua.
Nu am introdus niciun număr specific, știm doar că avem două corpuri A, B, în timp ce masa primului (A) este de 3 ori mai mică decât masa celui de-al doilea (B), adică:
mA = mB/3. mB = 3 * mA
iar viteza sa este de 6 ori mai rapidă:
Deoarece vreau să aflu raportul dintre energia cinetică a primului corp EkA și al doilea corp EkB, le comparăm și înlocuim în formulă valorile pe care le-am determinat acum un moment:
Energia cinetică a primului corp este de 12 ori mai mare decât energia cinetică a celui de-al doilea corp
Ce este energia pozițională și cinetică?
Care este formula pentru calcularea energiei poziționale și cinetice?
Corpul cântărind 25 kg și-a mărit viteza de la 15 km/h la 75 km/h. Determinați schimbarea energiei cinetice
Corpul cântărind 40 kg este la 25 cm deasupra acoperișului casei, iar acoperișul casei este la 10 metri deasupra solului. Determinați-i energia pozițională față de sol și față de acoperiș.