13 דוגמאות לאנרגיה קינטית בחיי היומיום - מַדָע - 2025

כמה דוגמאות לאנרגיה קינטית מחיי היומיום יכולות להיות תנועה של רכבת הרים, כדור או מכונית. אנרגיה קינטית היא האנרגיה שיש לאובייקט כשהוא בתנועה ומהירותו קבועה.

זה מוגדר כמאמץ הדרוש להאצת גוף עם מסה נתונה, מה שהופך אותו למצב של מנוחה למצב עם תנועה. נפסק כי במידה והמסה והמהירות של אובייקט קבועים, כך גם תאוצתו. בדרך זו, אם המהירות תשתנה, כך גם הערך המתאים לאנרגיה הקינטית.

כשרוצים לעצור את האובייקט שנמצא בתנועה, יש צורך ליישם אנרגיה שלילית העומדת נגד ערך האנרגיה הקינטית שהאובייקט האמור מביא. גודל כוח שלילי זה חייב להיות שווה לזה של האנרגיה הקינטית שהאובייקט ייפסק (Nardo, 2008).

מקדם האנרגיה הקינטית בדרך כלל מקוצר לאותיות T, K או E (E- או E + תלוי בכיוון הכוח). באופן דומה, המונח "קינטיקה" נגזר מהמילה היוונית "κίνησις" או "kinēsis" שמשמעותה תנועה. את המונח "אנרגיה קינטית" טבעה לראשונה ויליאם תומסון (לורד קווין) בשנת 1849.

ממחקר האנרגיה הקינטית נגזר חקר התנועה של גופים בכיוונים אופקיים ואנכיים (נפילות ועקירה). מקדמי החדירה, המהירות וההשפעה נותחו גם כן.

דוגמאות לאנרגיה קינטית

האנרגיה הקינטית יחד עם הפוטנציאל מקיפה את מרבית האנרגיות הרשומות על ידי הפיזיקה (גרעיני, כבידה, אלסטי, אלקטרומגנטי, בין היתר).

1 - גופים כדוריים

כאשר שני גופים כדוריים נעים באותה מהירות, אך בעלי מסות שונות, הגוף בעל המסה הגדולה יותר יפתח מקדם גדול יותר של אנרגיה קינטית. זהו המקרה של שני גולות בגודל ומשקל שונים.

ניתן להבחין ביישום של אנרגיה קינטית גם כאשר נזרק כדור כך שיגיע לידיו של מקלט.

הכדור עובר ממצב של מנוחה למצב של תנועה, שם הוא רוכש מקדם אנרגיה קינטית, המובא לאפס ברגע שהוא נתפס על ידי המקלט.

2- רכבת הרים

כאשר המכוניות של רכבת הרים נמצאות בראש, מקדם האנרגיה הקינטית שלהן שווה לאפס, מכיוון שמכוניות אלו במנוחה.

ברגע שהם נמשכים על ידי כוח הכובד, הם מתחילים לנוע במלוא המהירות במהלך הירידה. זה מרמז כי האנרגיה הקינטית תגדל בהדרגה ככל שתגבר המהירות.

כשיש מספר גדול יותר של נוסעים בתוך רכבת ההרים, מקדם האנרגיה הקינטית יהיה גבוה יותר, כל עוד המהירות לא תקטן. הסיבה לכך היא שלעגלה תהיה מסה גדולה יותר. בתמונה הבאה תוכלו לראות כיצד האנרגיה הפוטנציאלית מתרחשת בעת טיפוס על ההר והאנרגיה הקינטית בעת ירידתו:

3 - בייסבול

כאשר אובייקט נמצא במנוחה, כוחותיו מאוזנים וערך האנרגיה הקינטית שווה לאפס. כאשר כד בייסבול מחזיק את הכדור לפני המגרש, הכדור נמצא במנוחה.

עם זאת, ברגע שהכדור נזרק הוא משיג אנרגיה קינטית בהדרגה ובתוך פרק זמן קצר כדי להיות מסוגל לעבור ממקום למקום (מנקודת הקנקן לידיים של המקבל).

4 - מכוניות

למכונית שנמצאת במנוחה יש מקדם אנרגיה שווה ערך לאפס. ברגע שרכב זה מאיץ, מקדם האנרגיה הקינטית שלו מתחיל לעלות, באופן כזה, ככל שיש יותר מהירות, תהיה אנרגיה קינטית יותר.

5- רכיבה על אופניים

לרוכב אופניים שנמצא בנקודת ההתחלה, מבלי להפעיל סוג כלשהו של תנועה, יש מקדם אנרגיה קינטית השווה לאפס. עם זאת, ברגע שמתחילים לדווש, אנרגיה זו עולה. לפיכך, ככל שהמהירות גבוהה יותר, כך האנרגיה הקינטית גדולה יותר.

ברגע שהגיע הרגע לבלימה, על רוכב האופניים להאט ולהפעיל כוחות מנוגדים בכדי להיות מסוגל להאט את האופניים ולחזור למקדם אנרגיה השווה לאפס.

6- אגרוף והשפעה

דוגמה לכוח ההשפעה הנגזר ממקדם האנרגיה הקינטית מוכחת במהלך משחק התאגרף. לשני היריבים יכולה להיות אותה מסה, אך אחד מהם יכול להיות מהיר יותר בתנועות.

באופן זה, מקדם האנרגיה הקינטית יהיה גבוה יותר בזה שיש לו תאוצה גדולה יותר, יבטיח השפעה וכוח גדול יותר במכה (Lucas, 2014).

7- פתיחת דלתות בימי הביניים

בדומה למתאגרף, עקרון האנרגיה הקינטית שימש לרוב במהלך ימי הביניים, כאשר הונעי אילמות כבדים הונעו לשערי שערי טירה.

ככל שהונע האיל או היומן היו מהירים יותר, כך ההשפעה שסופקה הייתה גדולה יותר.

8- נפילת אבן או ניתוק

הנעת אבן במעלה הר דורשת כוח וריקנות, במיוחד כאשר יש לאבן מסה גדולה.

עם זאת, ירידתה של אותה אבן במורד המדרון תהיה מהירה בזכות הכוח שמפעילה כוח הכבידה על גופך. בדרך זו, ככל שההאצה תגבר, מקדם האנרגיה הקינטית יגדל.

כל זמן שמסת האבן גדולה יותר והתאוצה קבועה, מקדם האנרגיה הקינטית יהיה גדול יותר באופן יחסי.

9- נפילת אגרטל

כאשר אגרטל נופל ממקומו, הוא עובר ממצב של מנוחה לתנועה. כאשר כוח המשיכה מפעיל את כוחו, האגרטל מתחיל לצבור תאוצה וצובר בהדרגה אנרגיה קינטית בתוך המסה שלו. אנרגיה זו משתחררת כאשר האגרטל פוגע בקרקע ונשבר.

10- אדם על סקייטבורד

כאשר אדם שרוכב על סקייטבורד נמצא במצב מנוחה, מקדם האנרגיה שלו יהיה שווה לאפס. ברגע שהוא מתחיל בתנועה, מקדם האנרגיה הקינטית שלו יגדל בהדרגה.

באופן דומה, אם לאדם ההוא יש מסה גדולה או שהסקייטבורד שלו מסוגל ללכת מהר יותר, האנרגיה הקינטית שלו תהיה גבוהה יותר.

11 - כדורי פלדה מלוטשים מגלגלים

אם כדור קשה מושב לאחור ומשוחרר להתנגשות עם הכדור הבא, זה שבקצה הנגדי ינוע, אם מבוצעים אותה פעולה אך שני כדורים נלקחים ומשוחררים, הקצה השני ינוע. גם הם יניפו שני כדורים.

תופעה זו ידועה כהתנגשות כמעט אלסטית, כאשר אובדן האנרגיה הקינטית המופקת על ידי התחומים הנעים והתנגשותם זה בזה היא מינימלית.

12 - מטוטלת פשוטה

מטוטלת פשוט מובנת כחלקיק מסה המונע מנקודה קבועה עם חוט באורך מסוים ומסה זניחה, שנמצאת בתחילה במצב מאוזן, בניצב לכדור הארץ.

כאשר חלקיק המסה הזה נעקר למצב שאינו זהה הראשוני ומשתחרר, המטוטלת מתחילה להתנדנד, והופכת את האנרגיה הפוטנציאלית לאנרגיה קינטית כאשר היא חוצה את תנוחת שיווי המשקל.

12- אלסטי

על ידי מתיחת חומר גמיש, הוא יאחסן את כל האנרגיה בצורה של אנרגיה מכנית אלסטית.

אם חומר זה נחתך באחד מקצותיו, כל האנרגיה המאוחסנת תהפוך לאנרגיה קינטית שתעבור לחומר ואז לחפץ שנמצא בקצה השני, וגורם לו לנוע.

מפל 13

כשמים נופלים ומתפללים זה בגלל אנרגיה מכנית פוטנציאלית שנוצרת מגובה ואנרגיה קינטית בגלל תנועתם.

באותה דרך, כל זרם של מים כמו נהרות, ים או מים זורמים משחרר אנרגיה קינטית.

13 - מפרשית

רוח או אוויר נע מוליד אנרגיה קינטית המשמשת להנעת סירות מפרש.

אם כמות הרוח המגיעה למפרש גדולה יותר, לסירת המפרש תהיה מהירות רבה יותר.

הפניות

1. האקדמיה, ק '(2017). נלקח ממהי אנרגיה קינטית?: Khanacademy.org.
2. BBC, T. (2014). מַדָע. הושג מאנרגיה בתנועה: bbc.co.uk.
3. כיתה, TP (2016). השגת אנרגיה קינטית: physicsclassroom.com.
4. שאלות ותשובות, ט '(11 במרץ, 2016). ללמד - פוק. ניתן להשיג מדוגמאות לאנרגיה קינטית: tech-faq.com.
5. לוקאס, ג '(12 ביוני 2014). מדע חי. נלקח ממהי אנרגיה קינטית?: Livescience.com.
6. Nardo, D. (2008). אנרגיה קינטית: אנרגיית התנועה. מיניאפוליס: אקספלורין מדע.
7. (2017). softschools.com. השגת אנרגיה קינטית: softschools.com.