Як збільшити кінетичну енергію

Як збільшити кінетичну енергію

Кінетичної енергією володіє тіло, що рухається. Саме її зміна є результатом механічної роботи. Збільшити кінетичну енергію можна, провівши роботу над тіло або змінивши його параметри.

Вам знадобиться

- Поняття про механічну роботу;
- Поняття маси і швидкості;
- Калькулятор.

Інструкція

  1. У загальному випадку збільште кінетичну енергію тіла, зробивши над ним роботу. Для цього подіє на тіло силою, яка пересуне його на деяку відстань таким чином, щоб тіло збільшило свою швидкість. Робота, виконана над тілом, і буде дорівнює збільшення його кінетичної енергії. Наприклад, якщо відомо, що сила тяги двигуна автомобіля складає 2000 Н, то протягом 100 м буде зроблена робота, що дорівнює добутку сили на відстань A = 2000 • 100 = 200000 Дж. Це і буде та величина, на яку збільшилася кінетична енергія автомобіля.
  2. Збільшити кінетичну енергію можна і іншими способами. Оскільки ця величина залежить від маси і швидкості тіла (вона дорівнює половині твори маси тіла m на квадрат швидкості тіла v; Ek = m • v ² / 2), змініть ці параметри. Якщо знайти можливість збільшити масу тіла при тій же швидкості, яку воно має, то його кінетична енергія зросте у стільки ж разів, у скільки збільшилася маса тіла. Наприклад, збільшивши масу потяга в два рази, отримаєте таке ж збільшення його кінетичної енергії.
  3. Більш ефективно можна збільшити кінетичну енергію за рахунок збільшення швидкості рухомого тіла. Це пов’язано з тим, що кінетична енергія прямо пропорційна квадрату швидкості. Таким чином, зі збільшенням швидкості тіла в n раз, кінетична енергія збільшиться в n ². Наприклад, якщо швидкість рухомого тіла збільшити в 3 рази, то його кінетична енергія зросте в 9 разів.
  4. Приклад.

    У скільки разів збільшиться кінетична енергія поїзда, якщо в результат завантаження його маса збільшилася в 2 рази, а пересувається він зі швидкістю, в 1,5 перевищує ту, яка була у нього, коли він рухався порожняком.

    Оскільки кінетична енергія обчислюється за формулою Ek = m • v ² / 2, де m — маса тіла, а v — його швидкість. При збільшенні маси і швидкості, згідно з умовою отримаємо: Ek = 2 • m • (1,5 • v) ² / 2 = 2 ∙ 1,5 ² ∙ m • v ² / 2 = 4,5 ∙ m • v ² / 2. Кінетична енергія зросте в 4,5 рази.