Relația dintre lucru și energie cinetică

Lucrul este definit ca fiind energia pe care o adăugați unui obiect prin aplicarea unei forțe F pe o anumită distanță r.

Aceasta poate însemna, de exemplu, ridicarea unui obiect pe o distanță r împotriva gravitației. Energia adăugată este atunci energie potențială. Cu toate acestea, în acest caz vreau să arăt cum se leagă munca de energia cinetică.

Dacă aplicați o forță unui obiect, pentru a-l face să se miște mai repede, îi creșteți energia cinetică.

Voi arăta cum se leagă cele două folosind una dintre ecuațiile de mișcare pe care le-am tratat mai devreme.

Începem cu definiția (1) și apoi o simplificăm (2) spunând că viteza inițială v₀ și distanța inițială parcursă r₀ sunt ambele zero.

În cele din urmă rearanjăm (3) ecuația pentru a obține o modalitate de a exprima r, astfel încât să o putem înlocui în W = Fr.

De asemenea, dorim să scăpăm de accelerație din ecuație, deoarece expresia pentru energia cinetică nu o conține. Să rearanjăm a doua lege a lui Newtons:

Acum avem piesele pentru a obține ecuația pentru energia cinetică.

(7) înlocuiți r cu ecuația (3). Apoi putem înlocui a din ecuația (9) cu definiția pentru accelerație din ecuația (8).

În cele din urmă (11) putem vedea că lucrul este egal cu energia cinetică.

Când am citit din nou întâmplător acest mesaj am observat că abordarea mea ar fi putut fi mult mai simplă.

Dacă începem cu W = Fv²/2a și F = ma atunci înlocuim F direct în loc de a și obținem W = mav²/2a. Apoi a este ușor de eliminat și ajungem la W = mv²/2.

.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.