Hur man beräknar kinetisk energi: 9 steg (med bilder)

2024 Författare: Jason Gerald | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-19 22:14

Det finns två former av energi: potential och rörelseenergi. Potentiell energi är den relativa energi som ett objekt har med avseende på positionen för ett annat objekt. Om du till exempel befinner dig på toppen av en kulle har du mer potentiell energi än om du var vid foten av en kulle. Kinetisk energi är den energi ett objekt har när det rör sig. Kinetisk energi kan genereras på grund av vibrationer, rotation eller translation (rörelse från en plats till en annan). Den rörliga energin för ett objekt kan lätt hittas genom en ekvation som använder objektets massa och hastighet.

Steg

Del 1 av 3: Förstå kinetisk energi

Steg 1. Känn till formeln för beräkning av rörelseenergi

Formeln för beräkning av rörelseenergi (EK) är EK = 0,5 x mv². I denna ekvation representerar m massa, vilket är mängden materia i ett objekt, och v representerar objektets hastighet eller den hastighet med vilken objektet ändrar position.

Ditt svar ska alltid skrivas i joule (J), som är standardmåttenhet för rörelseenergi. Joule motsvarar 1 kg * m²/s².

Steg 2. Bestäm objektets massa

Om du löser ett problem som massan är okänd för måste du själv bestämma massan. Massens värde kan bestämmas genom att väga ett objekt på en skala och hitta dess massa i kilogram (kg).

• Ta vågen. Innan du väger dina föremål måste du dra ner vågen. Nollställning av vågen kallas ett torn.
• Placera ditt objekt på vågen. Placera objektet långsamt på vågen och registrera dess massa i kilogram.
• Om nödvändigt, konvertera gram till kilogram. För den slutliga beräkningen måste massan vara i kilogram.

Steg 3. Beräkna objektets hastighet

Ofta kommer problemet att ge objektets hastighet. Om inte, kan du hitta dess hastighet genom att använda avståndet objektet färdas och den tid det tar objektet att resa det avståndet. Enheten för hastighet är meter per sekund (m/s).

• Hastighet definieras enligt ekvationen som förskjutning dividerat med tid: V = d/t. Hastighet är en vektormängd, det vill säga den har både storlek och riktning. Magnitude är ett numeriskt värde som representerar hastighet, medan riktning är riktningen i vilken hastigheten färdas.
• Exempelvis kan ett objekts hastighet vara 80 m/s eller -80 m/s, beroende på i vilken riktning det rör sig.
• För att beräkna hastigheten, dividera helt enkelt avståndet ett objekt har rest med den tid det tog föremålet att täcka det avståndet.

Del 2 av 3: Beräkning av kinetisk energi

Steg 1. Skriv ner ekvationen

Formeln för beräkning av rörelseenergi (EK) är EK = 0,5 x mv². I denna ekvation representerar m massa, vilket är mängden materia i ett objekt, och v representerar objektets hastighet eller den hastighet med vilken objektet ändrar position.

Ditt svar ska alltid skrivas i joule (J), som är standardmåttenhet för rörelseenergi. Joule motsvarar 1 kg * m²/s².

Steg 2. Anslut massa och hastighet till ekvationen

Om du inte vet objektets massa eller hastighet måste du beräkna det. Antag att du känner till storleken på de två variablerna och försöker lösa följande problem: Bestäm rörelseenergin för en kvinna på 55 kg som springer med 3,87 m/s. Eftersom du känner till kvinnans massa och hastighet kan du ansluta värdena till ekvationen:

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

Steg 3. Lös ekvationen

När du väl har angett massan och hastigheten kan du hitta kinetisk energi (EK). Kvadrera hastigheten och multiplicera alla variabler. Kom ihåg att skriva ditt 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 av 3: Använda kinetisk energi för att hitta hastighet eller massa

Steg 1. Skriv ner ekvationen

Formeln för beräkning av rörelseenergi (EK) är EK = 0,5 x mv². I denna ekvation representerar m massa, vilket är mängden materia i ett objekt, och v representerar objektets hastighet eller den hastighet med vilken objektet ändrar position.

Ditt svar ska alltid skrivas i joule (J), som är standardmåttenhet för rörelseenergi. Joule motsvarar 1 kg * m²/s².

Steg 2. Ange de kända variablerna

I vissa problem kanske du känner till rörelseenergin och massan eller rörelseenergin och hastigheten. Det första steget för att lösa detta problem är att ange alla kända variabler.

• Exempel 1: Vad är hastigheten för ett objekt med en vikt på 30 kg med rörelseenergi på 500 J?

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

• Exempel 2: Vad är massan för ett objekt som har en kinetisk energi på 100 J och en hastighet på 5 m/s?

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

Steg 3. Ordna om ekvationen för att lösa den okända variabeln

Med hjälp av algebra kan du hitta värdet på en okänd variabel genom att ordna om alla de kända variablerna till ena sidan av ekvationen.

• Exempel 1: Vad är hastigheten för ett objekt med en vikt på 30 kg med rörelseenergi på 500 J?

  • EK = 0,5 x mv²
  • 500 J = 0,5 x 30 x v²
  • Multiplicera massan med 0,5: 0,5 x 30 = 15
  • Dela rörelseenergin med produkten: 500/15 = 33, 33
  • Kvadratrot för att hitta hastigheten: 5,77 m/s

• Exempel 2: Vad är massan för ett objekt som har en kinetisk energi på 100 J och en hastighet på 5 m/s?

  • EK = 0,5 x mv²
  • 100 J = 0,5 x m x 5²
  • Kvadrera hastigheten: 5² = 25
  • Multiplicera med 0, 5: 0, 5 x 25 = 12, 5
  • Dela rörelseenergin med produkten: 100/12, 5 = 8 kg