Es gibt zwei Energieformen: potentielle und kinetische Energie. Die potentielle Energie ist die relative Energie, die ein Objekt in Bezug auf die Position eines anderen Objekts hat. Wenn Sie sich beispielsweise oben auf einem Hügel befinden, haben Sie mehr potenzielle Energie als am Fuße eines Hügels. Kinetische Energie ist die Energie, die ein Objekt hat, wenn es sich bewegt. Kinetische Energie kann durch Vibration, Rotation oder Translation (Bewegung von einem Ort zum anderen) erzeugt werden. Die kinetische Energie jedes Objekts kann leicht durch eine Gleichung ermittelt werden, die die Masse und Geschwindigkeit dieses Objekts verwendet.
Schritt
Teil 1 von 3: Kinetische Energie verstehen
Schritt 1. Kennen Sie die Formel zur Berechnung der kinetischen Energie
Die Formel zur Berechnung der kinetischen Energie (EK) lautet EK = 0,5 x mv2. In dieser Gleichung repräsentiert m die Masse, die die Menge an Materie in einem Objekt ist, und v repräsentiert die Geschwindigkeit des Objekts oder die Geschwindigkeit, mit der das Objekt seine Position ändert.
Ihre Antwort sollte immer in Joule (J) geschrieben werden, der Standardmaßeinheit für kinetische Energie. Joule entspricht 1 kg * m2/S2.
Schritt 2. Bestimmen Sie die Masse des Objekts
Wenn Sie ein Problem lösen, bei dem die Masse unbekannt ist, müssen Sie die Masse selbst bestimmen. Der Wert der Masse kann bestimmt werden, indem man einen Gegenstand auf einer Waage wiegt und seine Masse in Kilogramm (kg) ermittelt.
- Nimm die Waage. Bevor Sie Ihre Gegenstände wiegen, müssen Sie die Waage herunterdrehen. Das Nullstellen der Waage wird als Turm bezeichnet.
- Legen Sie Ihr Objekt auf die Waage. Legen Sie das Objekt langsam auf die Waage und notieren Sie seine Masse in Kilogramm.
- Rechne bei Bedarf Gramm in Kilogramm um. Für die endgültige Berechnung muss die Masse in Kilogramm angegeben werden.
Schritt 3. Berechnen Sie die Geschwindigkeit des Objekts
Oftmals gibt das Problem die Geschwindigkeit des Objekts an. Wenn nicht, können Sie seine Geschwindigkeit anhand der Entfernung, die das Objekt zurücklegt, und der Zeit, die das Objekt für diese Entfernung benötigt, ermitteln. Die Einheit für die Geschwindigkeit ist Meter pro Sekunde (m/s).
- Die Geschwindigkeit wird gemäß der Gleichung als Verschiebung dividiert durch Zeit definiert: V = d/t. Geschwindigkeit ist eine Vektorgröße, d. h. sie hat sowohl Betrag als auch Richtung. Die Größe ist ein numerischer Wert, der die Geschwindigkeit darstellt, während die Richtung die Richtung ist, in die sich die Geschwindigkeit bewegt.
- Die Geschwindigkeit eines Objekts kann beispielsweise 80 m/s oder -80 m/s betragen, je nach Bewegungsrichtung.
- Um die Geschwindigkeit zu berechnen, teilen Sie einfach die Distanz, die ein Objekt zurückgelegt hat, durch die Zeit, die das Objekt für diese Distanz benötigt hat.
Teil 2 von 3: Berechnung der kinetischen Energie
Schritt 1. Schreiben Sie die Gleichung auf
Die Formel zur Berechnung der kinetischen Energie (EK) lautet EK = 0,5 x mv2. In dieser Gleichung repräsentiert m die Masse, die die Menge an Materie in einem Objekt ist, und v repräsentiert die Geschwindigkeit des Objekts oder die Geschwindigkeit, mit der das Objekt seine Position ändert.
Ihre Antwort sollte immer in Joule (J) geschrieben werden, der Standardmaßeinheit für kinetische Energie. Joule entspricht 1 kg * m2/S2.
Schritt 2. Setzen Sie Masse und Geschwindigkeit in die Gleichung ein
Wenn Sie die Masse oder Geschwindigkeit des Objekts nicht kennen, müssen Sie sie berechnen. Angenommen, Sie kennen die Größe der beiden Variablen und versuchen, das folgende Problem zu lösen: Bestimmen Sie die kinetische Energie einer 55 kg schweren Frau, die mit 3,87 m/s läuft. Da Sie die Masse und Geschwindigkeit der Frau kennen, können Sie die Werte in die Gleichung einsetzen:
- EK = 0,5 x mv2
- EK = 0,5 x 55 x (3, 87)2
Schritt 3. Lösen Sie die Gleichung
Sobald Sie Masse und Geschwindigkeit eingeben, können Sie die kinetische Energie (EK) ermitteln. Quadrieren Sie die Geschwindigkeit und multiplizieren Sie alle Variablen. Denken Sie daran, Ihre Antwort in Joule (J) zu schreiben.
- EK = 0,5 x 55 x (3, 87)2
- EK = 0,5 x 55 x 14,97
- EK = 411.675 J
Teil 3 von 3: Mit kinetischer Energie Geschwindigkeit oder Masse ermitteln
Schritt 1. Schreiben Sie die Gleichung auf
Die Formel zur Berechnung der kinetischen Energie (EK) lautet EK = 0,5 x mv2. In dieser Gleichung repräsentiert m die Masse, die die Menge an Materie in einem Objekt ist, und v repräsentiert die Geschwindigkeit des Objekts oder die Geschwindigkeit, mit der das Objekt seine Position ändert.
Ihre Antwort sollte immer in Joule (J) geschrieben werden, der Standardmaßeinheit für kinetische Energie. Joule entspricht 1 kg * m2/S2.
Schritt 2. Geben Sie die bekannten Variablen ein
Bei einigen Problemen kennen Sie möglicherweise die kinetische Energie und Masse oder die kinetische Energie und Geschwindigkeit. Der erste Schritt zur Lösung dieses Problems besteht darin, alle bekannten Variablen einzugeben.
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Beispiel 1: Wie groß ist die Geschwindigkeit eines Objekts mit einer Masse von 30 kg und einer kinetischen Energie von 500 J?
- EK = 0,5 x mv2
- 500 J = 0,5 x 30 x v2
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Beispiel 2: Welche Masse hat ein Objekt mit einer kinetischen Energie von 100 J und einer Geschwindigkeit von 5 m/s?
- EK = 0,5 x mv2
- 100 J = 0,5 x m x 52
Schritt 3. Ordne die Gleichung um, um die unbekannte Variable zu lösen
Mithilfe der Algebra können Sie den Wert einer unbekannten Variablen ermitteln, indem Sie alle bekannten Variablen auf eine Seite der Gleichung neu anordnen.
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Beispiel 1: Wie groß ist die Geschwindigkeit eines Objekts mit einer Masse von 30 kg und einer kinetischen Energie von 500 J?
- EK = 0,5 x mv2
- 500 J = 0,5 x 30 x v2
- Multiplizieren Sie die Masse mit 0,5: 0,5 x 30 = 15
- Teilen Sie die kinetische Energie durch das Produkt: 500/15 = 33, 33
- Quadratwurzel zum Ermitteln der Geschwindigkeit: 5,77 m/s
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Beispiel 2: Welche Masse hat ein Objekt mit einer kinetischen Energie von 100 J und einer Geschwindigkeit von 5 m/s?
- EK = 0,5 x mv2
- 100 J = 0,5 x m x 52
- Quadrieren Sie die Geschwindigkeit: 52 = 25
- Multiplizieren mit 0, 5: 0, 5 x 25 = 12, 5
- Teilen Sie die kinetische Energie durch das Produkt: 100/12, 5 = 8 kg
