Jak obliczyć energię kinetyczną i potencjalną?
Energia kinetyczna opisuje ruch, a potencjalna położenie w polu grawitacyjnym. Ciało spadające zamienia jedną w drugą, dlatego oba wzory pojawiają się w zadaniach obok siebie. Kalkulator liczy w trzech kierunkach i pokazuje wynik także w kilodżulach i kilowatogodzinach.
Wzór i przykład
Ek = m × v² ÷ 2, Ep = m × g × h
- Samochód ma masę 1000 kg i jedzie z prędkością 20 m/s, czyli 72 km/h.
- Kwadrat prędkości: 20 × 20 = 400.
- Energia kinetyczna: 1000 × 400 ÷ 2 = 200 000 dżuli, czyli 200 kilodżuli.
- Ten sam samochód na wysokości 10 metrów ma energię 1000 × 9,81 × 10 = 98 100 dżuli.
- Żeby uzyskać 200 000 dżuli podczas spadku, musiałby spaść z 20,4 metra.
| Masa | Prędkość | W km/h | Energia kinetyczna |
|---|---|---|---|
| 1000 kg | 10 m/s | 36 km/h | 50 000 J |
| 1000 kg | 20 m/s | 72 km/h | 200 000 J |
| 1000 kg | 30 m/s | 108 km/h | 450 000 J |
| 70 kg | 5 m/s | 18 km/h | 875 J |
| 0,145 kg | 40 m/s | 144 km/h | 116 J |
Pracę i moc policzysz kalkulatorem pracy, drogę i prędkość końcową kalkulatorem ruchu jednostajnie przyspieszonego, a ciepło potrzebne do ogrzania wody kalkulatorem ciepła właściwego.
Najczęstsze pytania
Jak obliczyć energię kinetyczną?
Ze wzoru Ek = m × v² ÷ 2. Samochód o masie 1000 kg jadący 20 m/s, czyli 72 km/h, ma energię 200 000 dżuli, czyli 200 kilodżuli.
Jaki jest wzór na energię potencjalną?
Ep = m × g × h. Ten sam samochód o masie 1000 kg podniesiony na wysokość 10 metrów ma energię potencjalną 98 100 dżuli.
Co się dzieje z energią przy podwojeniu prędkości?
Rośnie czterokrotnie, bo prędkość wchodzi do wzoru w kwadracie. Przy 10 m/s auto o masie 1000 kg ma 50 000 dżuli, a przy 20 m/s już 200 000 dżuli.
Z jakiej wysokości trzeba spaść, żeby mieć taką energię?
Dzielimy energię przez ciężar ciała: h = Ek ÷ (m × g). Dla 200 000 dżuli i masy 1000 kg wychodzi 20,4 metra, czyli mniej więcej siódme piętro.
Jaką prędkość daje ta energia?
Odwracamy wzór: v = pierwiastek z 2 × Ek ÷ m. Energia 200 000 dżuli przy masie 1000 kg odpowiada prędkości 20 m/s, czyli 72 km/h.