Energia kinetyczna - Open AGH e

Energia kinetyczna
Autorzy: Zbigniew Kąkol, Kamil Kutorasiński
Rozpatrzmy jeszcze raz ruch ciała pod wpływem stałej, niezrównoważonej siły F i obliczmy pracę jaką wykonuje ona na drodze s.
Stałość siły oznacza, że ruch odbywa się ze stałym przyspieszeniem a. Zakładamy ponadto, że kierunek siły F i przyspieszenia a
pokrywa się z kierunkiem przesunięcia s. Dla ruchu jednostajnie przyspieszonego możemy napisać
s = v0 t +
at2
2
v = v0 + at ⇒ a =
(1)
v−v0
t
(2)
co w połączeniu daje
s=
v+v0
2
t
(3)
Wykonana praca jest równa
0
0
W = F ⋅ s = ma ⋅ s = m ( v−v
) ⋅ ( v+v
)t=
t
2
mv2
2
−
mv20
2
(4)
DEFINICJA
Definicja 1: Energia kinetyczna
Połowę iloczynu masy ciała i kwadratu prędkości nazywamy energią kinetyczną Ek ciała o masie m .
Ek =
1
2
mv2
(5)
Na podstawie wzorów ( 3 ) i ( 4 ) widzimy, że
PRAWO
Prawo 1: Zmiana energi kinetycznej
Praca wykonana przez siłę F działającą na ciało o masie m jest równa zmianie energii kinetycznej tego ciała.
W = Ek − Ek0
To jest twierdzenie o pracy i energii.
Z tego twierdzenia wynika, że jednostki pracy i energii są takie same.
(6)
DEFINICJA
Definicja 2: Jednostki
Jednostką pracy i energii jest w układzie SI dżul (J); 1J = 1N·m.
W fizyce atomowej powszechnie używa się jednostki elektronowolt (eV) 1eV = 1.6 ⋅ 10−19 J.
Spróbuj teraz wykonać proste ćwiczenie.
ZADANIE
Zadanie 1: Energia kinetyczna
Treść zadania:
Porównaj energię kinetyczną sprintera o masie 80 kg biegnącego z prędkością 10 m/s z energią kinetyczną pocisku o masie
5 g wylatującego z karabinu z prędkością 800 m/s. Skorzystaj ze wzoru ( 5 ). Wynik obliczeń zapisz poniżej. Pamiętaj o
odpowiednich jednostkach.
E sprintera =
E pocisku =
Publikacja udostępniona jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa - Na tych samych warunkach 3.0 Polska. Pewne
prawa zastrzeżone na rzecz autorów i Akademii Górniczo-Hutniczej. Zezwala się na dowolne wykorzystanie treści publikacji pod
warunkiem wskazania autorów i Akademii Górniczo-Hutniczej jako autorów oraz podania informacji o licencji tak długo, jak tylko
na utwory zależne będzie udzielana taka sama licencja. Pełny tekst licencji dostępny na stronie
http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/pl/.
Czas generacji dokumentu: 2015-06-17 10:48:21
Oryginalny dokument dostępny pod adresem: http://epodreczniki.open.agh.edu.pl/openagh-permalink.php?
link=3bf71cc9cf2bf796a46775dcc66de5bd
Autor: Zbigniew Kąkol, Kamil Kutorasiński