نحوه محاسبه انرژی جنبشی: 9 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: Jason Gerald | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-19 22:12

دو نوع انرژی وجود دارد: انرژی بالقوه و انرژی جنبشی. انرژی بالقوه انرژی نسبی است که یک جسم نسبت به موقعیت جسم دیگر دارد. به عنوان مثال ، اگر در بالای تپه قرار دارید ، انرژی بالقوه بیشتری نسبت به زمانی که در پای تپه بودید دارید. انرژی جنبشی انرژی ای است که یک جسم هنگام حرکت دارد. انرژی جنبشی می تواند در اثر ارتعاش ، چرخش یا انتقال (حرکت از مکانی به مکان دیگر) ایجاد شود. انرژی جنبشی هر جسم را می توان به راحتی با معادله ای که از جرم و سرعت آن جسم استفاده می کند ، پیدا کرد.

گام

قسمت 1 از 3: درک انرژی جنبشی

مرحله 1. فرمول محاسبه انرژی جنبشی را بدانید

فرمول محاسبه انرژی جنبشی (EK) EK = 0.5 x mv است² به در این معادله m نشان دهنده جرم است که مقدار ماده در یک جسم است و v نشان دهنده سرعت جسم یا سرعت تغییر موقعیت جسم است.

پاسخ شما همیشه باید با ژول (J) ، که واحد استاندارد اندازه گیری انرژی جنبشی است ، نوشته شود. ژول معادل 1 کیلوگرم * متر است²/ثانیه².

مرحله 2. جرم جسم را تعیین کنید

اگر مشکلی را حل می کنید که جرم آن مشخص نیست ، باید خودتان جرم را تعیین کنید. مقدار جرم را می توان با وزن یک جسم در مقیاس و یافتن جرم آن در کیلوگرم (کیلوگرم) تعیین کرد.

• ترازو را بردارید. قبل از اینکه اشیاء خود را وزن کنید ، باید ترازو را پایین بیاورید. صفر کردن ترازو را برج می نامند.
• جسم خود را روی ترازو قرار دهید. به آرامی جسم را روی ترازو قرار دهید و جرم آن را بر حسب کیلوگرم ثبت کنید.
• در صورت لزوم ، گرم را به کیلوگرم تبدیل کنید. برای محاسبه نهایی ، جرم باید بر حسب کیلوگرم باشد.

مرحله 3. سرعت جسم را محاسبه کنید

اغلب اوقات ، این مشکل سرعت جسم را می دهد. در غیر این صورت ، می توانید سرعت آن را با استفاده از مسافتی که جسم طی می کند و زمانی که طول می کشد تا این فاصله طی شود ، پیدا کنید. واحد اندازه گیری سرعت متر بر ثانیه (متر بر ثانیه) است.

• سرعت بر اساس معادله به عنوان جابجایی تقسیم بر زمان تعریف می شود: V = d/t. سرعت یک مقدار بردار است ، یعنی هم اندازه و هم جهت دارد. قدر یک مقدار عددی است که نشان دهنده سرعت است ، در حالی که جهت مسیری است که سرعت در آن حرکت می کند.
• برای مثال ، سرعت یک جسم بسته به جهت حرکت آن می تواند 80 متر بر ثانیه یا -80 متر بر ثانیه باشد.
• برای محاسبه سرعت ، کافی است مسافتی را که یک جسم طی کرده است بر زمانی که طول می کشد تا این فاصله را بپیماید تقسیم کنید.

قسمت 2 از 3: محاسبه انرژی جنبشی

مرحله 1. معادله را بنویسید

فرمول محاسبه انرژی جنبشی (EK) EK = 0.5 x mv است² به در این معادله m نشان دهنده جرم است که مقدار ماده در یک جسم است و v نشان دهنده سرعت جسم یا سرعت تغییر موقعیت جسم است.

پاسخ شما همیشه باید با ژول (J) ، که واحد استاندارد اندازه گیری انرژی جنبشی است ، نوشته شود. ژول معادل 1 کیلوگرم * متر است²/ثانیه².

مرحله 2. جرم و سرعت را به معادله وصل کنید

اگر جرم یا سرعت جسم را نمی دانید ، باید آن را محاسبه کنید. فرض کنید میزان دو متغیر را می دانید و در تلاش برای حل مشکل زیر هستید: انرژی جنبشی زن 55 کیلوگرمی را که با سرعت 3.87 متر بر ثانیه در حال دویدن است تعیین کنید. از آنجا که جرم و سرعت زن را می دانید ، می توانید مقادیر را به معادله وصل کنید:

• EK = 0.5 x mv²
• EK = 0.5 x 55 x (3 ، 87)²

مرحله 3. معادله را حل کنید

هنگامی که جرم و سرعت را وارد می کنید ، می توانید انرژی جنبشی (EK) را پیدا کنید. سرعت را مربع کنید و همه متغیرها را ضرب کنید. به یاد داشته باشید که پاسخ خود را با ژول (J) بنویسید.

• EK = 0.5 x 55 x (3 ، 87)²
• EK = 0.5 x 55 x 14.97
• EK = 411،675 J

قسمت 3 از 3: استفاده از انرژی جنبشی برای یافتن سرعت یا جرم

مرحله 1. معادله را بنویسید

فرمول محاسبه انرژی جنبشی (EK) EK = 0.5 x mv است² به در این معادله ، m نشان دهنده جرم است که مقدار ماده در یک جسم است و v نشان دهنده سرعت جسم یا میزان تغییر موقعیت جسم است.

پاسخ شما همیشه باید با ژول (J) ، که واحد استاندارد اندازه گیری انرژی جنبشی است ، نوشته شود. ژول معادل 1 کیلوگرم * متر است²/ثانیه².

مرحله 2. متغیرهای شناخته شده را وارد کنید

در برخی مشکلات ، ممکن است انرژی و جرم جنبشی یا انرژی و سرعت جنبشی را بشناسید. اولین قدم برای حل این مشکل این است که همه متغیرهای شناخته شده را وارد کنید.

• مثال 1: سرعت جسم با جرم 30 کیلوگرم با انرژی جنبشی 500 J چقدر است؟

  • EK = 0.5 x mv²
  • 500 J = 0.5 x 30 x v²

• مثال 2: جرم جسمی که دارای انرژی جنبشی 100 J و سرعت 5 متر بر ثانیه است چقدر است؟

  • EK = 0.5 x mv²
  • 100 J = 0.5 x m x 5²

مرحله 3. معادله را برای حل متغیر ناشناخته مرتب کنید

با استفاده از جبر ، می توانید مقدار یک متغیر ناشناخته را با تنظیم مجدد همه متغیرهای شناخته شده در یک طرف معادله پیدا کنید.

• مثال 1: سرعت جسم با جرم 30 کیلوگرم با انرژی جنبشی 500 J چقدر است؟

  • EK = 0.5 x mv²
  • 500 J = 0.5 x 30 x v²
  • جرم را در 0.5 ضرب کنید: 0.5 30 30 = 15
  • تقسیم انرژی جنبشی بر محصول: 500/15 = 33 ، 33
  • ریشه مربع برای یافتن سرعت: 5.77 متر بر ثانیه

• مثال 2: جرم یک جسم که دارای انرژی جنبشی 100 J و سرعت 5 متر بر ثانیه است چقدر است؟

  • EK = 0.5 x mv²
  • 100 J = 0.5 x m x 5²
  • مربع سرعت: 5² = 25
  • ضرب در 0 ، 5: 0 ، 5 x 25 = 12 ، 5
  • انرژی جنبشی را بر محصول تقسیم کنید: 100/12 ، 5 = 8 کیلوگرم