Lectia 1: Teorii si Terminologia de baza

Energia cinetica

In pagina de definire a lucrului mecanic L = F*d am gasit realatia:
F*d = m*v²/2.  Nu ne-am ocupat de membrul doi al ecuatiei L = mv²/2 spre ai stabili o semnificatie. Pe distanta d din formula am luat in calcul o viteza medie v_med a obiectului care porneste din repaos. Ca si in cazul momentului aceasta marime ne propune o evaluare instantanee de miscare, care priveste de data asta diferenta de lucru mecanic efectuat pe distante diferite si nu diferente de impuls al fortei FΔt. Sa consideram df = Δd +di un spatiu in care avem initial deja efectuat lucru mecanic. ΔL = FΔd = F*df - F*di = Lf - Li = mv²/2 forta fiind aceeasi. Deci aceasta marime la viteza constanta evalueaza diferentele de lucru mecanic efectuate pe distante diferite. Se poate binenteles presupune si aici ca viteza v este media pe distanta (d - di) si nu pe d ca in prima simplificare a formulei. Dar daca forta se schimba? Ce se intimpla cind viteza este variabila? Pentru Lf = mv_f²/2 si Li = mv_i²/2 putem scrie mv_f²/2 - mv_i²/2 = mv^2</2 deci avem o diferenta cantitativa in miscare dependenta de patratul vitezei fata de diferenta de moment dependenta direct proportional de viteza. Ei si ? La ce ne mai trebuie? Diferenta de moment era mv_f - mv_i = F*t = mv dar in acelasi timp avem si diferenta de marime  mv_f²/2 - mv_i²/2 = F*d = mv²/2. Se poate spune prin analogie cu impulsul fortei ca lucrul mecanic este este schimbarea acestei marimi, transformarea ei. Prin definitie spuneam despre lucru mecanic ca este efectul fortei pe o distanta. Acum putem spune ca este efectul transformarii marimii dependenta de patratul vitezei pe care o denumim "Energie cinetica", cinetica, adica in miscare. Notam energia cinetica cu Ec = mv²/2 si are aceleasi unitati de masura ca si lucrul mecanic denumiti jouli.
In practica marimea a fost introdu-sa prin experimentarea transformarii energiei cinetice in caldura, Astfel s-a observat in miscarea obiectelor cresterea temperaturii lor odata cu pierderea cantitatii de miscare, relatia de echivalenta implicind energia cinetica Ec si nu momentul p.

unde m = masa obiectului

v = viteza obiectului

In concluzie Energia cinetica este marimea fizica care caracterizeaza un obiect in miscare prin capacitatea de a se transforma in lucru mecanic direct proportional cu masa si patratul vitezei obiectului. Si in acest caz ecuatia este un ghid de gindire si apreciere a fenomenului miscarii corpurilor si a cauzelor diferentelor din miscarea acestora.

Energia cinetica este o marime scalara fara orientare, complet descrisa prin modul. Se mai spune ca este o energie de miscare. Unitatea de masura este aceeasi ca si pentru Lucru mecanic.

Verificati-va cunostintele  

Foloseste definitia energiei cinetice sa rezolvi problemele urmatoare. Clic meniul saritor sa afli raspunsurile!

1. Determina energia cinetica a unui carucior de montagne-russe de 1000 kg care se misca cu viteza de 20.0 m/s.

2. Daca viteza caruciorului din problema anterioara creste de doua ori cum creste energia sa cinetica?

3. Acrobatul de circ plonjeaza in apa cu energia cinetica de 15 000 J avind masa de 50 kg. Care este viteza de intrare in apa?

Clic sageata sa vezi raspunsul! Ec = 0.5*m*v^2 15 000 J = 0.5*50 kg*(v)^2 300 J = 0.5* (v)^2 600 J = (v)^2 v= 24.5 m/s

4. Un automobil de 750 kg se misca cu 100 km/ora si are energia cinetica ~290 000 Joul. Care este energia lui la 50 km/ora?

Clic sageata sa vezi raspunsul! Ec este (290 000 J/4) sau 72 500 J. Ec = 72 500 J

Urmeaza >>