42
Кинетическая энергия
Учебник: с. 155–156
ЦельЗнай кинетическую энергию E_к = mυ²/2 и теорему о кинетической энергии (A = ΔE_к).
Новые слова
кинетическая энергия · kinetik energiyaквадрат скорости · tezlik kvadratiтеорема о кинетической энергии · kinetik energiya teoremasiработа · ish
Объяснение
Энергия движущегося тела называется кинетической энергией. Для массы m и скорости υ она равна E_к = mυ²/2. Она пропорциональна массе и квадрату скорости: при удвоении скорости кинетическая энергия увеличивается в 4 раза. Это объясняет, почему скорость опасна: чтобы остановить быстрый автомобиль, нужно совершить очень большую работу. Теорема о кинетической энергии: работа равнодействующей сил, действующих на тело, равна изменению его кинетической энергии: A = E_к2 − E_к1 = mυ₂²/2 − mυ₁²/2. Кинетическая энергия — скаляр и никогда не бывает отрицательной; её единица — джоуль.
Примеры
m = 2 кг, υ = 6 м/с: E_к = 2 · 36 : 2 = 36 Дж.
Автомобиль массой 1000 кг разгоняется от 10 до 20 м/с: A = 1000 · 400 : 2 − 1000 · 100 : 2 = 200 000 − 50 000 = 150 000 Дж.
Работа в классе
«Удвой скорость»: заполни таблицу — при m = 1 кг и υ = 1, 2, 3, 4 м/с получаем E_к = 0,5; 2; 4,5; 8 Дж. Безопасность: только вычисления; не играй на дорогах.
Упражнения
1
По какой формуле находят кинетическую энергию?
E_к = mυ²/2.
2
m = 4 кг, υ = 5 м/с. E_к (Дж)?
50
3
Если скорость увеличить втрое, во сколько раз возрастёт E_к?
9
4
Почему быстро движущийся автомобиль трудно остановить?
E_к зависит от квадрата скорости, поэтому работа, необходимая для остановки, резко возрастает.