Comment l'énergie cinétique change

Nous avons déjà parlé de ce qui est cinétiqueénergie Tout corps en mouvement possède une énergie cinétique: une balle qui roule sur une surface lisse, un avion volant ou un athlète qui saute d'un tremplin. L'énergie cinétique est calculée par la formule E_K = (mv ^ 2) / 2, où m est la masse du corps, et v est sa vitesse.

L'énergie cinétique dans le processus est-elle en train de changermouvement, ou est-il constant tout le temps? De la formule ci-dessus, on voit que l'énergie cinétique des corps change avec le changement de la vitesse ou de la masse du corps en mouvement. Considérons les deux cas.

Exemple 1

Sur une route de campagne avec des tours de vitesse constanteréservoir d'eau. Il a fui et l'eau coule continuellement hors du trou. Qu'arrivera-t-il à l'énergie cinétique du réservoir après deux heures de voyage, si pendant ce temps sa masse sera réduite de moitié?

Pour déterminer comment l'énergie cinétique du réservoir va changer, rappelons la formule de l'énergie cinétique:

E_K = (mv ^ 2) / 2

Nous savons que la vitesse du réservoir ne change pas:

v2 = v1,

mais sa masse pendant deux heures diminuera de 2 fois:

m2 = m1.

Par conséquent, l'énergie cinétique du réservoir après deux heures de voyage sera:

E2 = (m2 × 〖(v2)〗 ^ 2) / 2 = (m1 s 〖(v1)〗 ^ 2) / 2 = (m1 s 〖v1〗 ^ 2) / 4 = E1

Exemple 2

Le patineur, repoussant, glisse sur la glace. Au début du mouvement de sa vitesse de v_start est maximale, puis diminue progressivement et le temps d'arrêt est égal à zéro 〖(v〗 _stop = 0. Dans ce cas, sa masse reste constante. Pour savoir comment l'énergie cinétique du patineur depuis le début de son mouvement à un arrêt, nous utilisons la formule de calcul de l'énergie cinétique:

E = (mv ^ 2) / 2.

Au début du mouvement, l'énergie cinétique du patineur était

E_Kstart = (m × 〖(v_start)〗 ^ 2) / 2

Au moment de l'arrêt, l'énergie cinétique du patineur

E_Kstop = (m × 〖(v_stop)〗 ^ 2) / 2 = (m × 0 ^ 2) / 2 = 0

On voit que, puisque la vitesse du patineur au moment de l'arrêt est nulle, son énergie cinétique est également nulle. Dans ce cas, le changement de l'énergie cinétique du patineur était:

ΔE_K = E_Kstart-E_Kstop = E_Kstart-0 = E_Kstart

Dans ce cas, le changement de l'énergie cinétique du patineur était dû au travail effectué par la force de frottement de glissement:

AT = ΔE_K

Le théorème sur le changement de l'énergie cinétique d'un corps

L'égalité A = ΔE_K s'appelle le théorème sur le changement d'énergie cinétique et est déchiffrée comme suit:

Le changement de l'énergie cinétique d'un corps sur une période de temps est égal au travail effectué pendant ce temps par la force agissant sur le corps.

Ce travail est considéré comme positif si elle a commis l'énergie cinétique des corps augmente. Une telle force de travail produit l'élasticité de la chaîne, accélère la flèche au tir à l'arc.

Le travail est considéré comme négatif si, à son achèvement, l'énergie cinétique du corps diminue. Par exemple, la gravité agissant sur la balle réduit son énergie cinétique lorsqu'elle rebondit sur le sol.

Si plusieurs forces agissent sur le corps, le changement de l'énergie cinétique est égal à la somme du travail de toutes ces forces.

Tâche

Déterminer quel type d'énergie cinétique aura une balle qui a décollé du pistolet. Sa vitesse au départ du canon est de 600 m / s, et sa masse est de 7,5 g.