Sådan beregnes kinetisk energi: 9 trin (med billeder)

2024 Forfatter: Jason Gerald | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-19 22:11

Der er to energiformer: potentiale og kinetisk energi. Potentiel energi er den relative energi, som et objekt har med hensyn til placeringen af et andet objekt. For eksempel, hvis du er på toppen af en bakke, har du mere potentiel energi, end hvis du var ved foden af en bakke. Kinetisk energi er den energi, et objekt har, når det bevæger sig. Kinetisk energi kan genereres på grund af vibrationer, rotation eller translation (bevægelse fra et sted til et andet). Den kinetiske energi for ethvert objekt kan let findes ved en ligning, der bruger objektets masse og hastighed.

Trin

Del 1 af 3: Forståelse af kinetisk energi

Trin 1. Kend formlen til beregning af kinetisk energi

Formlen til beregning af kinetisk energi (EK) er EK = 0,5 x mv². I denne ligning repræsenterer m masse, som er mængden af stof i et objekt, og v repræsenterer objektets hastighed eller den hastighed, hvormed objektet ændrer position.

Dit svar skal altid skrives i joule (J), som er standard måleenhed for kinetisk energi. Joule svarer til 1 kg * m²/s².

Trin 2. Bestem objektets masse

Hvis du løser et problem, for hvilket massen er ukendt, skal du selv bestemme massen. Masseværdien kan bestemmes ved at veje et objekt på en skala og finde dets masse i kilogram (kg).

• Tag vægten. Inden du vejer dine genstande, skal du skrue vægten ned. Nulstilling af vægten kaldes et tårn.
• Placer dit objekt på skalaen. Placer langsomt objektet på vægten og registrer dets masse i kilogram.
• Om nødvendigt konverter gram til kilogram. For den endelige beregning skal massen være i kilogram.

Trin 3. Beregn objektets hastighed

Ofte vil problemet give objektets hastighed. Hvis ikke, kan du finde dens hastighed ved at bruge den afstand, objektet tilbagelægger, og den tid, det tager objektet at rejse denne afstand. Enheden for hastighed er meter i sekundet (m/s).

• Hastighed defineres ifølge ligningen som forskydning divideret med tid: V = d/t. Hastighed er en vektormængde, dvs. den har både størrelse og retning. Størrelse er en numerisk værdi, der repræsenterer hastighed, mens retning er den retning, som hastigheden bevæger sig i.
• For eksempel kan et objekts hastighed være 80 m/s eller -80 m/s, afhængigt af den retning, det bevæger sig i.
• For at beregne hastigheden skal du blot dividere afstanden, et objekt har tilbagelagt, med den tid, det tog objektet at tilbagelægge denne afstand.

Del 2 af 3: Beregning af kinetisk energi

Trin 1. Skriv ligningen ned

Formlen til beregning af kinetisk energi (EK) er EK = 0,5 x mv². I denne ligning repræsenterer m masse, som er mængden af stof i et objekt, og v repræsenterer objektets hastighed eller den hastighed, hvormed objektet ændrer position.

Dit svar skal altid skrives i joule (J), som er standard måleenhed for kinetisk energi. Joule svarer til 1 kg * m²/s².

Trin 2. Sæt masse og hastighed i ligningen

Hvis du ikke kender objektets masse eller hastighed, skal du beregne det. Antag, at du kender størrelsen på de to variabler og forsøger at løse følgende problem: Bestem kinetisk energi for en kvinde på 55 kg, der kører med 3,87 m/s. Da du kender kvindens masse og hastighed, kan du sætte værdierne i ligningen:

• EK = 0,5 x mv²
• EK = 0,5 x 55 x (3, 87)²

Trin 3. Løs ligningen

Når du indtaster masse og hastighed, kan du finde den kinetiske energi (EK). Kvadrat hastigheden og gang alle variablerne. Husk at skrive dit svar i joule (J).

• EK = 0,5 x 55 x (3, 87)²
• EK = 0,5 x 55 x 14,97
• EK = 411,675 J

Del 3 af 3: Brug af kinetisk energi til at finde hastighed eller masse

Trin 1. Skriv ligningen ned

Formlen til beregning af kinetisk energi (EK) er EK = 0,5 x mv². I denne ligning repræsenterer m masse, som er mængden af stof i et objekt, og v repræsenterer objektets hastighed eller den hastighed, hvormed objektet ændrer position.

Dit svar skal altid skrives i joule (J), som er standard måleenhed for kinetisk energi. Joule svarer til 1 kg * m²/s².

Trin 2. Indtast de kendte variabler

I nogle problemer kender du muligvis den kinetiske energi og masse eller den kinetiske energi og hastighed. Det første trin til at løse dette problem er at indtaste alle de kendte variabler.

• Eksempel 1: Hvad er hastigheden af et objekt med en masse på 30 kg med kinetisk energi på 500 J?

  • EK = 0,5 x mv²
  • 500 J = 0,5 x 30 x v²

• Eksempel 2: Hvad er massen af et objekt, der har en kinetisk energi på 100 J og en hastighed på 5 m/s?

  • EK = 0,5 x mv²
  • 100 J = 0,5 x m x 5²

Trin 3. Omarranger ligningen for at løse den ukendte variabel

Ved hjælp af algebra kan du finde værdien af en ukendt variabel ved at omarrangere alle de kendte variabler til den ene side af ligningen.

• Eksempel 1: Hvad er hastigheden af et objekt med en masse på 30 kg med kinetisk energi på 500 J?

  • EK = 0,5 x mv²
  • 500 J = 0,5 x 30 x v²
  • Gang massen med 0,5: 0,5 x 30 = 15
  • Opdel den kinetiske energi med produktet: 500/15 = 33, 33
  • Kvadratrode for at finde hastigheden: 5,77 m/s

• Eksempel 2: Hvad er massen af et objekt, der har en kinetisk energi på 100 J og en hastighed på 5 m/s?

  • EK = 0,5 x mv²
  • 100 J = 0,5 x m x 5²
  • Kvadrat hastigheden: 5² = 25
  • Gang med 0, 5: 0, 5 x 25 = 12, 5
  • Opdel kinetisk energi med produktet: 100/12, 5 = 8 kg