Enerxía cinética

Contido

• Diferenza entre enerxía cinética e enerxía potencial
• Fórmula de cálculo de enerxía cinética
• Exercicios de enerxía cinética
• Exemplos de enerxía cinética
• Outros tipos de enerxía

O Enerxía cinética É o que adquire un corpo debido ao seu movemento e defínese como a cantidade de traballo necesario para acelerar un corpo en repouso e dunha masa dada a unha velocidade fixada.

Dita enerxía Adquírese mediante unha aceleración, despois do cal o obxecto manterá o mesmo ata que a velocidade varíe (acelerar ou diminuír) así, para parar, levará un traballo negativo da mesma magnitude que a súa enerxía cinética acumulada. Así, canto maior sexa o tempo no que actúa a forza inicial sobre o corpo en movemento, maior será a velocidade alcanzada e maior será a enerxía cinética obtida.

Diferenza entre enerxía cinética e enerxía potencial

A enerxía cinética, xunto coa enerxía potencial, suman o total da enerxía mecánica (E_m = E_c + E_páx). Estas dúas formas de enerxía mecánica, cinética e potencial, distínguense en que esta última é a cantidade de enerxía asociada á posición que ocupa un obxecto en repouso e pode ser de tres tipos:

• Enerxía potencial gravitatoria. Depende da altura á que se colocan os obxectos e da atracción que a gravidade exercería sobre eles.
• Enerxía potencial elástica. É o que ocorre cando un obxecto elástico recupera a súa forma orixinal, como un resorte cando se descomprime.
• Enerxía potencial eléctrica. É a contida no traballo realizado por un campo eléctrico específico, cando unha carga eléctrica no seu interior se move dende un punto do campo ata o infinito.

Ver tamén: Exemplos de enerxía potencial

Fórmula de cálculo de enerxía cinética

A enerxía cinética está representada polo símbolo E_c (ás veces tamén E_– ou E₊ ou incluso T ou K) e a súa fórmula de cálculo clásica é E_c = ½. m. v²onde m representa a masa (en Kg) e v representa a velocidade (en m / s). A unidade de medida da enerxía cinética é Joules (J): 1 J = 1 kg. m²/ s².

Dado un sistema de coordenadas cartesianas, a fórmula de cálculo da enerxía cinética terá a seguinte forma: E_c= ½. m (ẋ² + ẏ² + ¿²)

Estas formulacións varían en mecánica relativista e mecánica cuántica.

Exercicios de enerxía cinética

1. Un coche de 860 kg viaxa a 50 km / h. Cal será a súa enerxía cinética?

Primeiro transformamos os 50 km / h en m / s = 13,9 m / s e aplicamos a fórmula de cálculo:

E_c = ½. 860 kg. (13,9 m / s)² = 83.000 J.

1. Unha pedra cunha masa de 1500 Kg baixa por unha pendente acumulando unha enerxía cinética de 675000 J. ¿A que velocidade se move a pedra?

Dado que Ec = ½. m .v² temos 675000 J = ½. 1500 Kg. v², e ao resolver o descoñecido, temos que v² = 675000 J. 2/1500 Kg. 1, de onde v² = 1350000 J / 1500 Kg = 900 m / s, e finalmente: v = 30 m / s despois de resolver a raíz cadrada de 900.

Exemplos de enerxía cinética

1. Un home nun monopatín. Un skate no U concreto experimenta tanto enerxía potencial (cando se detén nos seus extremos por un instante) como enerxía cinética (cando retoma o movemento descendente e ascendente). Un skate con maior masa corporal adquirirá maior enerxía cinética, pero tamén aquel cuxo skate lle permite ir a velocidades máis altas.
2. Un vaso de porcelana que cae. Mentres a gravidade actúa sobre o vaso de porcelana accidentalmente disparado, a enerxía cinética acumúlase no seu corpo ao descender e libérase ao chocar contra o chan. O traballo inicial producido polo tropezo acelera o corpo rompendo o seu estado de equilibrio e o resto faise pola gravidade da Terra.
3. Unha pelota lanzada. Ao imprimir a nosa forza sobre unha bola en repouso, acelerámola o suficiente para que percorra a distancia entre nós e un compañeiro de xogo, dándolle así unha enerxía cinética que logo, ao abordala, o noso compañeiro debe contrarrestar cun traballo igual ou maior magnitude e así deter o movemento. Se a pelota é máis grande levará máis traballo para detela que se é pequena.
4. Unha pedra nunha ladeira. Supoñamos que empuxamos unha pedra por unha ladeira. O traballo que facemos ao empuxala debe ser maior que a enerxía potencial da pedra e a atracción da gravidade sobre a súa masa, se non, non poderemos subila ou, peor aínda, esmagarnos. Se, como Sísifo, a pedra baixa pola pendente oposta ao outro lado, liberará a súa enerxía potencial en enerxía cinética ao caer costa abaixo. Esta enerxía cinética dependerá da masa da pedra e da velocidade que adquira na súa caída.
5. Un carro de montaña rusa Adquire enerxía cinética ao caer e aumenta a súa velocidade. Momentos antes de que comece o seu descenso, o carro terá enerxía potencial e non enerxía cinética; Pero unha vez que se inicia o movemento, toda a enerxía potencial vólvese cinética e alcanza o seu punto máximo en canto remata a caída e comeza a nova subida. Por certo, esta enerxía será maior se o carro está cheo de xente que se está baleiro (terá maior masa).

Outros tipos de enerxía