Existujú dve formy energie: potenciálna a kinetická energia. Potenciálna energia je relatívna energia, ktorú má jeden objekt vzhľadom na polohu iného objektu. Ak ste napríklad na vrchole kopca, máte viac potenciálnej energie, ako keby ste boli na úpätí kopca. Kinetická energia je energia, ktorú objekt má, keď sa pohybuje. Kinetickú energiu je možné generovať vibráciami, rotáciou alebo transláciou (pohyb z jedného miesta na druhé). Kinetickú energiu akéhokoľvek objektu je možné ľahko nájsť pomocou rovnice, ktorá používa hmotnosť a rýchlosť tohto objektu.
Krok
Časť 1 z 3: Pochopenie kinetickej energie
Krok 1. Poznáte vzorec na výpočet kinetickej energie
Vzorec na výpočet kinetickej energie (EK) je EK = 0,5 x mv2. V tejto rovnici m predstavuje hmotnosť, čo je množstvo hmoty v objekte, a v predstavuje rýchlosť objektu alebo rýchlosť, ktorou predmet mení polohu.
Vaša odpoveď by mala byť vždy napísaná v jouloch (J), čo je štandardná jednotka merania kinetickej energie. Joule je ekvivalent 1 kg * m2/s2.
Krok 2. Určte hmotnosť predmetu
Ak vyriešite problém, pre ktorý je hmotnosť neznáma, musíte si hmotnosť určiť sami. Hodnotu hmotnosti je možné určiť vážením predmetu na váhe a zistením jeho hmotnosti v kilogramoch (kg).
- Vezmite váhy. Predtým, ako budete vážiť svoje predmety, musíte váhu spustiť dole. Vynulovanie váh sa nazýva veža.
- Položte predmet na váhu. Objekt pomaly položte na váhu a zaznamenajte jeho hmotnosť v kilogramoch.
- V prípade potreby prepočítajte gramy na kilogramy. Na konečný výpočet musí byť hmotnosť v kilogramoch.
Krok 3. Vypočítajte rýchlosť objektu
Problém často udáva rýchlosť objektu. Ak nie, môžete nájsť jeho rýchlosť pomocou vzdialenosti, ktorú predmet prejde, a času, ktorý objekt potrebuje na prejdenie tejto vzdialenosti. Jednotkou rýchlosti sú metre za sekundu (m/s).
- Rýchlosť je definovaná podľa rovnice ako posunutie delené časom: V = d/t. Rýchlosť je vektorová veličina, to znamená, že má veľkosť aj smer. Magnitúda je číselná hodnota, ktorá predstavuje rýchlosť, pričom smer je smer, v ktorom sa rýchlosť pohybuje.
- Rýchlosť objektu môže byť napríklad 80 m/s alebo -80 m/s, v závislosti od smeru, v ktorom sa pohybuje.
- Na výpočet rýchlosti jednoducho vydelíte vzdialenosť, ktorú predmet prešiel, a čas, za ktorý objekt danú vzdialenosť prekonal.
Časť 2 z 3: Výpočet kinetickej energie
Krok 1. Napíšte rovnicu
Vzorec na výpočet kinetickej energie (EK) je EK = 0,5 x mv2. V tejto rovnici m predstavuje hmotnosť, čo je množstvo hmoty v objekte, a v predstavuje rýchlosť objektu alebo rýchlosť, ktorou predmet mení polohu.
Vaša odpoveď by mala byť vždy napísaná v jouloch (J), čo je štandardná jednotka merania kinetickej energie. Joule zodpovedá 1 kg * m2/s2.
Krok 2. Pripojte hmotnosť a rýchlosť do rovnice
Ak nepoznáte hmotnosť alebo rýchlosť objektu, musíte to vypočítať. Predpokladajme, že poznáte veľkosť týchto dvoch premenných a pokúšate sa vyriešiť nasledujúci problém: Určte kinetickú energiu 55 kg ženy, ktorá beží rýchlosťou 3,87 m/s. Pretože poznáte hmotnosť a rýchlosť ženy, môžete tieto hodnoty vložiť do rovnice:
- EK = 0,5 x mv2
- EK = 0,5 x 55 x (3, 87)2
Krok 3. Vyriešte rovnicu
Akonáhle zadáte hmotnosť a rýchlosť, môžete nájsť kinetickú energiu (EK). Vynásobte rýchlosť a vynásobte všetky premenné. Svoju odpoveď nezabudnite napísať v jouloch (J).
- EK = 0,5 x 55 x (3, 87)2
- EK = 0,5 x 55 x 14,97
- EK = 411 675 J
Časť 3 z 3: Použitie kinetickej energie na nájdenie rýchlosti alebo hmotnosti
Krok 1. Napíšte rovnicu
Vzorec na výpočet kinetickej energie (EK) je EK = 0,5 x mv2. V tejto rovnici m predstavuje hmotnosť, čo je množstvo hmoty v objekte, a v predstavuje rýchlosť objektu alebo rýchlosť, ktorou predmet mení polohu.
Vaša odpoveď by mala byť vždy napísaná v jouloch (J), čo je štandardná jednotka merania kinetickej energie. Joule zodpovedá 1 kg * m2/s2.
Krok 2. Zadajte známe premenné
Pri niektorých problémoch môžete poznať kinetickú energiu a hmotnosť alebo kinetickú energiu a rýchlosť. Prvým krokom k vyriešeniu tohto problému je zadanie všetkých známych premenných.
-
Príklad 1: Aká je rýchlosť predmetu s hmotnosťou 30 kg s kinetickou energiou 500 J?
- EK = 0,5 x mv2
- 500 J = 0,5 x 30 x v2
-
Príklad 2: Akú hmotnosť má predmet, ktorý má kinetickú energiu 100 J a rýchlosť 5 m/s?
- EK = 0,5 x mv2
- 100 J = 0,5 x m x 52
Krok 3. Ak chcete vyriešiť neznámu premennú, znova usporiadajte rovnicu
Pomocou algebry môžete nájsť hodnotu neznámej premennej preskupením všetkých známych premenných na jednu stranu rovnice.
-
Príklad 1: Aká je rýchlosť predmetu s hmotnosťou 30 kg s kinetickou energiou 500 J?
- EK = 0,5 x mv2
- 500 J = 0,5 x 30 x v2
- Hmotnosť vynásobte 0,5: 0,5 x 30 = 15
- Kinetickú energiu vydelíme súčinom: 500/15 = 33, 33
- Druhá odmocnina na nájdenie rýchlosti: 5,77 m/s
-
Príklad 2: Akú hmotnosť má predmet, ktorý má kinetickú energiu 100 J a rýchlosť 5 m/s?
- EK = 0,5 x mv2
- 100 J = 0,5 x m x 52
- Štvorcová rýchlosť: 52 = 25
- Vynásobte 0, 5: 0, 5 x 25 = 12, 5
- Kinetickú energiu rozdeľte na produkt: 100/12, 5 = 8 kg
