كيفية حساب الطاقة الحركية: 9 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: Jason Gerald | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-15 08:08

هناك نوعان من الطاقة: الطاقة الكامنة والحركية. الطاقة الكامنة هي الطاقة النسبية التي يمتلكها جسم ما فيما يتعلق بموضع جسم آخر. على سبيل المثال ، إذا كنت على قمة تل ، فلديك طاقة وضع أكبر مما لو كنت على سفح تل. الطاقة الحركية هي الطاقة التي يمتلكها الجسم عندما يتحرك. يمكن توليد الطاقة الحركية بسبب الاهتزاز أو الدوران أو الترجمة (الحركة من مكان إلى آخر). يمكن العثور بسهولة على الطاقة الحركية لأي جسم من خلال معادلة تستخدم كتلة هذا الجسم وسرعته.

خطوة

جزء 1 من 3: فهم الطاقة الحركية

الخطوة 1. تعرف على صيغة حساب الطاقة الحركية

صيغة حساب الطاقة الحركية (EK) هي EK = 0.5 x mv². في هذه المعادلة ، m يمثل الكتلة ، وهي كمية المادة في جسم ما ، ويمثل v سرعة الجسم أو معدل تغير موضع الجسم.

يجب أن تكتب إجابتك دائمًا بالجول (J) ، وهي الوحدة القياسية لقياس الطاقة الحركية. الجول يعادل 1 كجم * م²/س².

الخطوة 2. تحديد كتلة الجسم

إذا قمت بحل مشكلة غير معروفة الكتلة ، يجب أن تحدد الكتلة بنفسك. يمكن تحديد قيمة الكتلة بوزن جسم على مقياس وإيجاد كتلته بالكيلوجرام (كجم).

• خذ المقاييس. قبل أن تزن الأشياء الخاصة بك ، يجب عليك خفض الميزان. يسمى زوال الميزان بالبرج.
• ضع الجسم الخاص بك على الميزان. ضع الجسم ببطء على الميزان وسجِّل كتلته بالكيلوجرام.
• إذا لزم الأمر ، قم بتحويل الجرام إلى كيلوجرام. للحساب النهائي ، يجب أن تكون الكتلة بالكيلوجرام.

الخطوة 3. احسب سرعة الجسم

في كثير من الأحيان ، ستعطي المسألة سرعة الجسم. إذا لم يكن الأمر كذلك ، يمكنك إيجاد سرعته باستخدام المسافة التي يقطعها الجسم والوقت الذي يستغرقه الجسم لقطع تلك المسافة. وحدة السرعة متر في الثانية (م / ث).

• يتم تعريف السرعة وفقًا للمعادلة على أنها إزاحة مقسومة على الوقت: V = d / t. السرعة عبارة عن كمية متجهة ، أي لها المقدار والاتجاه. الحجم هو قيمة عددية تمثل السرعة ، بينما الاتجاه هو الاتجاه الذي تسير فيه السرعة.
• على سبيل المثال ، يمكن أن تكون سرعة جسم ما 80 م / ث أو -80 م / ث ، اعتمادًا على الاتجاه الذي يتحرك فيه.
• لحساب السرعة ، ما عليك سوى قسمة المسافة التي قطعها الجسم على الوقت الذي استغرقه لقطع تلك المسافة.

جزء 2 من 3: حساب الطاقة الحركية

الخطوة 1. اكتب المعادلة

صيغة حساب الطاقة الحركية (EK) هي EK = 0.5 x mv². في هذه المعادلة ، m يمثل الكتلة ، وهي كمية المادة في جسم ما ، ويمثل v سرعة الجسم أو معدل تغير موضع الجسم.

يجب أن تكتب إجابتك دائمًا بالجول (J) ، وهي الوحدة القياسية لقياس الطاقة الحركية. الجول يعادل 1 كجم * م²/س².

الخطوة 2. عوّض عن الكتلة والسرعة في المعادلة

إذا كنت لا تعرف كتلة الجسم أو سرعته ، فعليك حسابه. افترض أنك تعرف حجم المتغيرين وتحاول حل المشكلة التالية: أوجد الطاقة الحركية لامرأة وزنها 55 كجم تعمل بسرعة 3.87 م / ث. بما أنك تعرف كتلة المرأة وسرعتها ، يمكنك إدخال القيم في المعادلة:

• EK = 0.5 × بالسيارات²
• EK = 0.5 × 55 × (3 ، 87)²

الخطوة 3. حل المعادلة

بمجرد إدخال الكتلة والسرعة ، يمكنك إيجاد الطاقة الحركية (EK). ربّع السرعة واضرب كل المتغيرات. تذكر أن تكتب إجابتك بالجول (ي).

• EK = 0.5 × 55 × (3 ، 87)²
• كرونة إستونية = 0.5 × 55 × 14.97
• كرونة إستونية = 411675 جول

جزء 3 من 3: استخدام الطاقة الحركية لإيجاد السرعة أو الكتلة

الخطوة 1. اكتب المعادلة

صيغة حساب الطاقة الحركية (EK) هي EK = 0.5 x mv². في هذه المعادلة ، m يمثل الكتلة ، وهي كمية المادة في جسم ما ، ويمثل v سرعة الجسم أو معدل تغير موضع الجسم.

يجب أن تكتب إجابتك دائمًا بالجول (J) ، وهي الوحدة القياسية لقياس الطاقة الحركية. الجول يعادل 1 كجم * م²/س².

الخطوة 2. أدخل المتغيرات المعروفة

في بعض المسائل ، قد تعرف الطاقة الحركية والكتلة أو الطاقة الحركية والسرعة. الخطوة الأولى لحل هذه المشكلة هي إدخال جميع المتغيرات المعروفة.

• مثال 1: ما سرعة جسم كتلته 30 كجم وطاقته الحركية 500 J؟

  • EK = 0.5 × بالسيارات²
  • 500 ج = 0.5 × 30 × الخامس²

• مثال 2: ما كتلة جسم تبلغ طاقته الحركية 100 J وسرعته 5 m / s؟

  • EK = 0.5 × بالسيارات²
  • 100 ج = 0.5 × م × 5²

الخطوة 3. أعد ترتيب المعادلة لحل المتغير المجهول

باستخدام الجبر ، يمكنك إيجاد قيمة متغير غير معروف عن طريق إعادة ترتيب كل المتغيرات المعروفة إلى جانب واحد من المعادلة.

• مثال 1: ما سرعة جسم كتلته 30 كجم وطاقته الحركية 500 J؟

  • EK = 0.5 × بالسيارات²
  • 500 ج = 0.5 × 30 × الخامس²
  • اضرب الكتلة في 0.5: 0.5 × 30 = 15
  • اقسم الطاقة الحركية على الناتج: 500/15 = 33 ، 33
  • الجذر التربيعي لإيجاد السرعة: 5.77 م / ث

• مثال 2: ما كتلة جسم تبلغ طاقته الحركية 100 J وسرعته 5 m / s؟

  • EK = 0.5 × بالسيارات²
  • 100 ج = 0.5 × م × 5²
  • تربيع السرعة: 5² = 25
  • اضرب ب 0 ، 5: 0 ، 5 × 25 = 12 ، 5
  • اقسم الطاقة الحركية على المنتج: 100/12 ، 5 = 8 كجم