Existují dvě formy energie: potenciální a kinetická energie. Potenciální energie je relativní energie, kterou má jeden objekt vzhledem k poloze jiného objektu. Pokud jste například na vrcholu kopce, máte více potenciální energie, než kdybyste byli na úpatí kopce. Kinetická energie je energie, kterou objekt má, když se pohybuje. Kinetickou energii lze generovat v důsledku vibrací, rotace nebo translace (pohyb z jednoho místa na druhé). Kinetickou energii jakéhokoli objektu lze snadno zjistit pomocí rovnice, která využívá hmotnost a rychlost tohoto objektu.
Krok
Část 1 ze 3: Porozumění kinetické energii
Krok 1. Znát vzorec pro výpočet kinetické energie
Vzorec pro výpočet kinetické energie (EK) je EK = 0,5 x mv2. V této rovnici m představuje hmotnost, což je množství hmoty v objektu, a v představuje rychlost objektu nebo rychlost, s jakou objekt mění polohu.
Vaše odpověď by měla být vždy napsána v joulech (J), což je standardní měrná jednotka kinetické energie. Joule odpovídá 1 kg * m2/s2.
Krok 2. Určete hmotnost předmětu
Pokud vyřešíte problém, pro který je hmotnost neznámá, musíte hmotnost určit sami. Hodnotu hmotnosti lze určit vážením předmětu na stupnici a zjištěním jeho hmotnosti v kilogramech (kg).
- Vezměte váhy. Než začnete vážit své předměty, musíte váhu snížit. Nulování vah se nazývá věž.
- Umístěte svůj předmět na váhu. Pomalu umístěte předmět na váhu a zaznamenejte jeho hmotnost v kilogramech.
- V případě potřeby převeďte gramy na kilogramy. Pro konečný výpočet musí být hmotnost v kilogramech.
Krok 3. Vypočítejte rychlost objektu
Problém často udává rychlost objektu. Pokud ne, můžete jeho rychlost zjistit pomocí vzdálenosti, kterou objekt urazí, a času, který objekt potřebuje k ujetí této vzdálenosti. Jednotkou rychlosti jsou metry za sekundu (m/s).
- Rychlost je definována podle rovnice jako výtlak dělený časem: V = d/t. Rychlost je vektorová veličina, tj. Má velikost i směr. Velikost je číselná hodnota, která představuje rychlost, zatímco směr je směr, ve kterém se rychlost pohybuje.
- Například rychlost objektu může být 80 m/s nebo -80 m/s, v závislosti na směru, ve kterém se pohybuje.
- Chcete -li vypočítat rychlost, jednoduše vydělte vzdálenost, kterou předmět urazil, za dobu, kterou objekt potřeboval k překonání této vzdálenosti.
Část 2 ze 3: Výpočet kinetické energie
Krok 1. Zapište si rovnici
Vzorec pro výpočet kinetické energie (EK) je EK = 0,5 x mv2. V této rovnici m představuje hmotnost, což je množství hmoty v objektu, a v představuje rychlost objektu nebo rychlost, s jakou objekt mění polohu.
Vaše odpověď by měla být vždy napsána v joulech (J), což je standardní měrná jednotka kinetické energie. Joule odpovídá 1 kg * m2/s2.
Krok 2. Zapojte do rovnice hmotnost a rychlost
Pokud neznáte hmotnost nebo rychlost objektu, musíte to vypočítat. Předpokládejme, že znáte velikost těchto dvou proměnných a pokoušíte se vyřešit následující problém: Určete kinetickou energii 55 kg ženy, která běží rychlostí 3,87 m/s. Protože znáte hmotnost a rychlost ženy, můžete tyto hodnoty zapojit do rovnice:
- EK = 0,5 x mv2
- EK = 0,5 x 55 x (3, 87)2
Krok 3. Vyřešte rovnici
Jakmile zadáte hmotnost a rychlost, můžete najít kinetickou energii (EK). Vynásobte rychlost a znásobte všechny proměnné. Svoji odpověď nezapomeňte napsat v joulech (J).
- EK = 0,5 x 55 x (3, 87)2
- EK = 0,5 x 55 x 14,97
- EK = 411 675 J
Část 3 ze 3: Použití kinetické energie k nalezení rychlosti nebo hmotnosti
Krok 1. Zapište si rovnici
Vzorec pro výpočet kinetické energie (EK) je EK = 0,5 x mv2. V této rovnici m představuje hmotnost, což je množství hmoty v objektu, a v představuje rychlost objektu nebo rychlost, s jakou objekt mění polohu.
Vaše odpověď by měla být vždy napsána v joulech (J), což je standardní měrná jednotka kinetické energie. Joule odpovídá 1 kg * m2/s2.
Krok 2. Zadejte známé proměnné
U některých problémů můžete znát kinetickou energii a hmotnost nebo kinetickou energii a rychlost. Prvním krokem k vyřešení tohoto problému je zadání všech známých proměnných.
-
Příklad 1: Jaká je rychlost předmětu o hmotnosti 30 kg s kinetickou energií 500 J?
- EK = 0,5 x mv2
- 500 J = 0,5 x 30 x v2
-
Příklad 2: Jaká je hmotnost předmětu, který má kinetickou energii 100 J a rychlost 5 m/s?
- EK = 0,5 x mv2
- 100 J = 0,5 x m x 52
Krok 3. Přeskupením rovnice vyřešíte neznámou proměnnou
Pomocí algebry můžete najít hodnotu neznámé proměnné přeskupením všech známých proměnných na jednu stranu rovnice.
-
Příklad 1: Jaká je rychlost předmětu o hmotnosti 30 kg s kinetickou energií 500 J?
- EK = 0,5 x mv2
- 500 J = 0,5 x 30 x v2
- Hmotu vynásobte 0,5: 0,5 x 30 = 15
- Vydělte kinetickou energii součinem: 500/15 = 33, 33
- Druhá odmocnina pro zjištění rychlosti: 5,77 m/s
-
Příklad 2: Jaká je hmotnost předmětu, který má kinetickou energii 100 J a rychlost 5 m/s?
- EK = 0,5 x mv2
- 100 J = 0,5 x m x 52
- Rychlost na druhou: 52 = 25
- Vynásobte 0, 5: 0, 5 x 25 = 12, 5
- Kinetickou energii vydělte součinem: 100/12, 5 = 8 kg
