ფიზიკა ბავშვებისთვის

კინეტიკური ენერგია

კინეტიკური ენერგია არის ენერგია, რომელსაც აქვს ობიექტი მისი მოძრაობის გამო. სანამ ობიექტი ერთი და იგივე სიჩქარით მოძრაობს, ის ინარჩუნებს იგივე კინეტიკურ ენერგიას.

ობიექტის კინეტიკური ენერგია გამოითვლება საგნის სიჩქარისა და მასიდან. როგორც ქვემოთ მოყვანილი განტოლებიდან ხედავთ, სიჩქარე კვადრატულია და შეიძლება მნიშვნელოვანი გავლენა იქონიოს კინეტიკურ ენერგიაზე.

აქ არის კინეტიკური ენერგიის გამოთვლის განტოლება (KE):

KE = 1/2 * m * v2

სადაც m = მასა და v = სიჩქარე

როგორ გავზომოთ კინეტიკური ენერგია

კინეტიკური ენერგიის სტანდარტული ერთეული არის ჯული (J). ჯოული ზოგადად ენერგიის სტანდარტული ერთეულია. ენერგიის სხვა ერთეულები მოიცავს ნიუტონმეტრს (Nm) და კილოგრამ მეტრს კვადრატში წამებში კვადრატში (kg m2/s2).

კინეტიკური ენერგია არის სკალარული სიდიდე, რაც ნიშნავს, რომ მას აქვს მხოლოდ სიდიდე და არა მიმართულება. ის არ არის ვექტორი.

რით განსხვავდება იგი პოტენციური ენერგიისგან?

კინეტიკური ენერგია განპირობებულია ობიექტის მოძრაობით, ხოლო პოტენციური ენერგია განპირობებულია ობიექტის პოზიციით ან სახელმწიფო. ობიექტის კინეტიკური ენერგიის გამოთვლისას მისი სიჩქარე მნიშვნელოვანი ფაქტორია. თუმცა სიჩქარეს საერთო არაფერი აქვს ობიექტის პოტენციურ ენერგიასთან.

მწვანე ბურთულას აქვს პოტენციური ენერგია

მისი სიმაღლის გამო. იასამნისფერი ბურთი აქვსკინეტიკური

ენერგია მისი სიჩქარის გამო.

მაგალითი ატრაქციონის გამოყენებისას

პოტენციალისა და კინეტიკური ენერგიის ფიქრის ერთ-ერთი გზა არის მანქანის სურათი ატრაქციონზე. როდესაც მანქანა მოძრაობს სანაპიროზე, ის იძენს პოტენციურ ენერგიას. მას ყველაზე მეტი პოტენციური ენერგია აქვს სანაპიროს ზედა ნაწილში. როდესაც მანქანა მოძრაობს სანაპიროზე, ის იძენს სიჩქარეს და კინეტიკურ ენერგიას. ამავე დროს ის იძენს კინეტიკურ ენერგიას, კარგავს პოტენციურ ენერგიას. სანაპიროს ქვედა ნაწილში მანქანას აქვს ყველაზე მეტი სიჩქარე და კინეტიკური ენერგია, მაგრამ ასევე ყველაზე ნაკლები პოტენციური ენერგია.

მაგალითი ამოცანები:

1. მანქანა და ველოსიპედი ერთნაირი სიჩქარით მოძრაობენ, რომელს აქვს ყველაზე მეტი კინეტიკური ენერგია?

მანქანა ასე მოძრაობს, რადგან მას მეტი მასა აქვს.

2. ბურთი იწონის დაახლოებით 1 კგ და მოძრაობს 20 მეტრი წამში, რა არის მისი კინეტიკური ენერგია?

KE = 1/2 * m * v2

KE = 1/2 * 1 კგ * (20 მ/წმ) 2

KE = 200 J

3. ბიჭი იწონის 50 კგ-ს და დარბის 3 მეტრს წამში, რა არის მისი კინეტიკური ენერგია?

KE = 1/2 * m * v2

KE = 1/2 * 50 კგ * ( 3 მ/წმ)2

KE = 225 J

საინტერესო ფაქტები კინეტიკური ენერგიის შესახებ

• თუ ობიექტის მასას გააორმაგებთ, გაორმაგდებით კინეტიკური ენერგია.
• თუ ობიექტის სიჩქარეს გააორმაგებთ, კინეტიკური ენერგია ოთხჯერ იზრდება.
• სიტყვა "კინეტიკური" მომდინარეობს ბერძნული სიტყვიდან "kinesis", რაც მოძრაობას ნიშნავს.
• კინეტიკური ენერგია შეუძლიაგადაეცემა ერთი ობიექტიდან მეორეზე შეჯახების სახით.
• ტერმინი „კინეტიკური ენერგია“ პირველად შემოიტანა მათემატიკოსმა და ფიზიკოსმა ლორდ კელვინმა.