10 Παραδείγματα κινητικής ενέργειας στην καθημερινή ζωή

Κάποιοι παραδείγματα κινητικής ενέργειας της καθημερινής ζωής μπορεί να είναι η κίνηση ενός κυματοδρομίου, μιας μπάλας ή ενός αυτοκινήτου.

Η κινητική ενέργεια είναι η ενέργεια που διαθέτει ένα αντικείμενο όταν βρίσκεται σε κίνηση και η ταχύτητά του είναι σταθερή. Ορίζεται ως η προσπάθεια που απαιτείται για την επιτάχυνση ενός σώματος με μια ορισμένη μάζα, που το κάνει να πηγαίνει από την κατάσταση ηρεμίας σε μια κατάσταση με κίνηση (Classroom, 2016).

Υποστηρίζεται ότι στο βαθμό που η μάζα και η ταχύτητα ενός αντικειμένου είναι σταθερές, θα επιταχυνθεί. Με αυτό τον τρόπο, αν αλλάξει η ταχύτητα, θα είναι και η τιμή που αντιστοιχεί στην κινητική ενέργεια.

Όταν θέλετε να σταματήσετε το αντικείμενο που βρίσκεται σε κίνηση, είναι απαραίτητο να εφαρμόσετε μια αρνητική ενέργεια που εξουδετερώνει την αξία της κινητικής ενέργειας που φέρνει το αντικείμενο. Το μέγεθος αυτής της αρνητικής δύναμης πρέπει να είναι ίσο με εκείνο της κινητικής ενέργειας, ώστε το αντικείμενο να μπορεί να σταματήσει (Nardo, 2008).

Ο συντελεστής κινητικής ενέργειας συνήθως συντομεύεται με τα γράμματα Τ, Κ ή Ε (Ε ή Ε + ανάλογα με την κατεύθυνση της δύναμης). Ομοίως, ο όρος "κινητική" προέρχεται από την ελληνική λέξη "κινητικότητα" ή "kinēsis" που σημαίνει κίνηση. Ο όρος "κινητική ενέργεια" δημιουργήθηκε για πρώτη φορά από τον William Thomson (Λόρδος Κέβιν) το 1849.

Από τη μελέτη της κινητικής ενέργειας προκύπτει η μελέτη της κίνησης των σωμάτων σε οριζόντια και κάθετη κατεύθυνση (πτώσεις και μετατόπιση). Οι συντελεστές διείσδυσης, ταχύτητας και αντίκτυπου έχουν επίσης αναλυθεί (Ακαδημία, 2017).

Παραδείγματα κινητικής ενέργειας

Η κινητική ενέργεια με το δυναμικό περικλείει περισσότερες από τις ενέργειες που απαριθμούνται στη φυσική (πυρηνική, βαρυτικές, ελαστική, ηλεκτρομαγνητικές, κ.λπ.). 

1- Σφαιρικά σώματα

Όταν δύο σφαιρικά σώματα κινούνται με την ίδια ταχύτητα αλλά έχουν διαφορετική μάζα, το σώμα μεγαλύτερης μάζας θα αναπτύξει έναν μεγαλύτερο συντελεστή κινητικής ενέργειας. Αυτή είναι η περίπτωση δύο μαρμάρων διαφορετικού μεγέθους και βάρους.

Η εφαρμογή της κινητικής ενέργειας μπορεί επίσης να παρατηρηθεί όταν μια μπάλα ρίχνεται έτσι ώστε να φτάνει στα χέρια ενός δέκτη.

Η μπάλα πηγαίνει από μια κατάσταση ηρεμίας σε μια κατάσταση της κίνησης που αποκτά ο συντελεστής κινητικής ενέργειας, η οποία μηδενίζεται από τη στιγμή που θα πιαστεί από τον δέκτη (BBC, 2014).

2-Roller coaster

Όταν οι προπονητές ενός κυματοδρομίου βρίσκονται στην κορυφή, ο συντελεστής κινητικής τους ενέργειας είναι ίσος με το μηδέν, επειδή αυτά τα βαγόνια είναι σε κατάσταση ηρεμίας.

Μόλις έλθουν από τη δύναμη της βαρύτητας, αρχίζουν να κινούνται με πλήρη ταχύτητα κατά την κάθοδο. Αυτό σημαίνει ότι η κινητική ενέργεια θα αυξηθεί σταδιακά όσο αυξάνεται η ταχύτητα.

Όταν υπάρχει μεγαλύτερος αριθμός επιβατών στο εσωτερικό του αυτοκινήτου με κυλιόμενες πίστες, ο συντελεστής κινητικής ενέργειας θα είναι υψηλότερος, αρκεί η ταχύτητα να μην μειώνεται. Αυτό συμβαίνει επειδή το αυτοκίνητο θα έχει μεγαλύτερη μάζα.

3 Μπέιζμπολ

Όταν ένα αντικείμενο βρίσκεται σε ηρεμία, οι δυνάμεις του είναι ισορροπημένες και η τιμή της κινητικής ενέργειας είναι ίση με μηδέν. Όταν μια στάμνα του μπέιζμπολ κρατάει την μπάλα πριν από το ρίξιμο, είναι σε ηρεμία.

Ωστόσο, όταν η μπάλα ρίχνεται, κερδίζει κινητική ενέργεια σταδιακά και σε σύντομο χρονικό διάστημα να μετακινούνται από το ένα μέρος στο άλλο (από το σημείο της στάμνας στα χέρια του παραλήπτη).

4 αυτοκίνητα

Ένα αυτοκίνητο που βρίσκεται σε κατάσταση ηρεμίας έχει ενεργειακό συντελεστή ισοδύναμο με το μηδέν. Μόλις το όχημα επιταχύνει, συντελεστής της κινητικής ενέργειας αρχίζει να αυξάνεται, έτσι ώστε, στο βαθμό που γρηγορότερα, να υπάρχουν περισσότερες κινητική ενέργεια (Softschools, 2017).

5- Ποδηλασία

Ένας ποδηλάτης που βρίσκεται στο σημείο εκκίνησης, χωρίς να ασκεί καμία κίνηση, έχει συντελεστή κινητικής ενέργειας ισοδύναμο με το μηδέν. Ωστόσο, μόλις ξεκινήσετε το πεντάλ, αυξάνεται αυτή η ενέργεια. Έτσι, σε υψηλότερες ταχύτητες, τόσο μεγαλύτερη είναι η κινητική ενέργεια.

Μόλις ο χρόνος θα έρθει στάση, ο αναβάτης θα πρέπει να επιβραδύνει και να ασκούν αντίθετες δυνάμεις για να επιβραδύνει το ποδήλατο και να εγκατασταθούν ξανά σε ένα συντελεστή ισχύος ίσο με μηδέν.

6- Πυγμαχία και κρούση

Ένα παράδειγμα της δύναμης της πρόσκρουσης που προκύπτει από το συντελεστή κινητικής ενέργειας είναι εμφανές κατά τη διάρκεια ενός αγώνα πυγμαχίας. Και οι δύο αντίπαλοι μπορούν να έχουν την ίδια μάζα, αλλά ένας από αυτούς μπορεί να είναι πιο γρήγορος στις κινήσεις.

Με αυτόν τον τρόπο, ο συντελεστής κινητικής ενέργειας θα είναι υψηλότερος σε αυτόν με μεγαλύτερη επιτάχυνση, που θα εγγυάται μεγαλύτερη πρόσκρουση και δύναμη στο χτύπημα (Lucas, 2014).

7- Άνοιγμα θυρών του Μεσαίωνα

Όπως και το μπόξερ, η αρχή της κινητικής ενέργειας που χρησιμοποιούνται συνήθως κατά τη διάρκεια του Μεσαίωνα, όταν οδήγησε κριάρια βαρύ πλήγμα να ανοίξει τις πόρτες των κάστρων.

Στο βαθμό που ο έμβολος ή ο κορμός οδηγήθηκε σε υψηλότερη ταχύτητα, τόσο μεγαλύτερη ήταν η πρόσκρουση.

8- Πτώση πέτρας ή αποσπάσματος

Η μετακίνηση μιας πέτρας πάνω σε ένα βουνό απαιτεί δύναμη και επιδεξιότητα, ειδικά όταν η πέτρα έχει μεγάλη μάζα.

Ωστόσο, είναι κάθοδος από την ίδια πέτρα κάτω από την πλαγιά που θα είναι γρήγορη χάρη στη δύναμη που ασκεί η βαρύτητα στο σώμα σας. Κατ 'αυτόν τον τρόπο, καθώς αυξάνεται η επιτάχυνση, ο συντελεστής κινητικής ενέργειας θα αυξηθεί.

Όσο η μάζα της πέτρας είναι μεγαλύτερη και η επιτάχυνση είναι σταθερή, ο συντελεστής της κινητικής ενέργειας θα είναι αναλογικά υψηλότερος (FAQ, 2016).

9- Πτώση ενός αγγείου

Όταν ένα αγγείο πέφτει από τη θέση του, πηγαίνει από το να βρίσκεται σε κατάσταση ανάπαυσης στην κίνηση. Καθώς η βαρύτητα ασκεί τη δύναμή της, το βάζο αρχίζει να αποκτά επιτάχυνση και σταδιακά συσσωρεύει κινητική ενέργεια μέσα στη μάζα του. Αυτή η ενέργεια απελευθερώνεται όταν το βάζο χτυπά στο έδαφος και σπάει.

10- Πρόσωπο σε skateboard

Όταν ένα άτομο που οδηγεί σε ένα skateboard βρίσκεται σε κατάσταση ηρεμίας, ο ενεργειακός συντελεστής του θα είναι ίσος με το μηδέν. Μόλις ξεκινήσει μια κίνηση, ο συντελεστής της κινητικής ενέργειας θα αυξηθεί σταδιακά.

Ομοίως, εάν το άτομο αυτό έχει μεγάλη μάζα ή το skateboard του είναι ικανό να περάσει γρηγορότερα, η κινητική του ενέργεια θα είναι μεγαλύτερη.

Αναφορές

1. Ακαδημία, Κ. (2017). Ανακτήθηκε από Τι είναι η κινητική ενέργεια;: khanacademy.org.
2. BBC, Τ. (2014). Επιστήμη. Ανακτήθηκε από την ενέργεια εν κινήσει: bbc.co.uk.
3. Classroom, Τ. Ρ. (2016). Ανακτήθηκε από την Κινητική Ενέργεια: physicsclassroom.com.
4. Συχνές ερωτήσεις, Τ. (11 Μαρτίου 2016). Διδάξτε - Faq. Ανακτήθηκε από Παραδείγματα Κινητικής Ενέργειας: tech-faq.com.
5. Lucas, J. (12 Ιουνίου 2014). Ζωντανή επιστήμη. Ανακτημένος από το τι είναι η κινητική ενέργεια;: lifecience.com.
6. Νardo, D. (2008). Κινητική ενέργεια: Η ενέργεια της κίνησης. Minneapolis: Explorin Science.
7. (2017). softschools.com. Ανακτήθηκε από την Κινητική Ενέργεια: softschools.com.