تفاوت بین انرژی جنبشی و حرکت چیست؟


پاسخ 1:

انرژی جنبشی لاینفک تکانه است. در جرم ثابت ، حرکت با سرعت به صورت خطی افزایش می یابد ، در حالی که انرژی جنبشی با مربع سرعت افزایش می یابد. یک جسم سبک که به سرعت حرکت می کند از جسم سنگین با همان تکانه ای که به آرامی حرکت می کند مضر است زیرا انرژی بیشتری را حمل می کند. این تفاوت بین گلوله و بازیافت اسلحه است که آن را شلیک کرده است - حرکت دقیقاً برای هر یک از آنها یکسان است ، اما می توانید یکی را با دست خود متوقف کنید در حالی که دیگری آن را از بین می برد.

تکانه یکپارچگی نیرو در طول زمان عمل بر روی بدن است. این نیرو باعث تسریع در بدن می شود ، این یک انتقال ضربه از بدن است که باعث تحریک ضربه می شود. اتفاقی که در هنگام برخورد دو جسم یکسان اتفاق می افتد بستگی به خاصیت ارتجاعی آنها دارد. با بدنهای الاستیک مانند توپ های بیلیارد ، معمولاً ضربه را تبادل می کنند - به عبارت دیگر ، پرش می کنند. همه با سرعت و جهت دیگر شروع می شوند. آنها متوقف نمی شوند و متوقف می شوند زیرا انرژی جنبشی به سادگی از بین نمی رود ، بلکه باید مورد توجه قرار گیرد. ضربه به طور ناگهانی بدن را در سطح اتمی تغییر می دهد و پس از بازگرداندن ماده تغییر شکل یافته ، نیرویی را اعمال می کند که این دو بدن را از هم جدا می کند. اگر اجسام الاستیک نیستند ، به عنوان مثال وقتی یک شهاب سنگ بزرگ به سیاره برخورد می کند ، انرژی جنبشی هنوز هم باید در نظر گرفته شود و تا حد زیادی به گرما تبدیل می شود.


پاسخ 2:

ضربه در اصل یک توده متحرک است. ضربان با جزئیات بیشتر جهت و سرعت حرکت و همچنین جرم بی حرکت جسم متحرک را توصیف می کند. اگر می خواهید مسیر یک توده متحرک را تعیین کنید چنین مفهومی از نظر مفهومی اهمیت دارد. برای تغییر حرکت (سرعت ، جهت یا جرم (به عنوان مثال در راکت ها)) ، یک نیرو باید روی جسم عمل کند. اگر نیرو / تمام نیروهایی را که روی جسم عمل می کنند می دانید ، می توانید در هر زمان معین موقعیت موقعیت را محاسبه کنید.

اکنون انرژی اساساً نیرویی است که با حرکت جسم ایجاد می شود. هنگامی که تصور می کنید مورد اصابت جسم قرار بگیرید ، دردی که احساس می کنید به انرژی جسم بستگی دارد. بنابراین توپها معمولاً گلوله هایی را با جرم نسبتاً کم (m) اما با سرعت زیاد (v) شلیک می کنند زیرا انرژی متناسب با مربع سرعت است.


پاسخ 3:

قانون نیوتن برای جرم امتیاز F = mdv / dt است ،

اگر هر دو طرف این معادله در زمان یکپارچه شوند ، به عنوان مثال در فاصله t1 تا t2 ، عبارت بدست آمده در سمت راست را می توان به عنوان یک اختلاف بردار بین مقادیر یک مقدار در t1 و t2 نوشت. به این مقدار ضربه گفته می شود.

اگر هر دو طرف این معادله با توجه به جابجایی در جهت نیرو یکپارچه شوند ، عبارت بدست آمده در سمت راست را می توان به عنوان اختلاف مقیاس بین مقادیر یک مقدار متفاوت در t1 و t2 نوشت. این مقدار انرژی نامیده می شد.

آنها چیزی نمانده اند تا ما سعی نکنیم معنای آنها را با استفاده از قیاس های غیرعادی درک کنیم.


پاسخ 4:

انرژی جنبشی اندازه گیری حرکت آزاد جرم است که می تواند کار کند ، در حالی که حرکت یک اندازه گیری کمی از حجم حرکت جرم است.

انرژی حرکتی گسترده است که می تواند مؤثر باشد.

این حرکت آزاد جمعیت است که می تواند کار را انجام دهد. نه انرژی محصور شده در پتانسیل موقعیت ، نه پتانسیل ساختاری و نه موقعیت گرانشی. اندازه گیری این آزادی حرکت در رابطه با میزان آزادی حرکت آن برای کمیت و کیفیت این انرژی - توانایی انجام کار - بسیار مهم است. اگرچه جرم حامل این حرکت است - هر حرکتی حرکت جرم آن است. اما این بخش از انرژی که می توانیم با آن کار کنیم نیز بخشی از انرژی قابل توزیع است - از آن استفاده می شود و کم و بیشتر قابل استفاده می شود و به شکل استفاده دشوارتر و بی فایده تر از آن استفاده می شود - از جمله انرژی به صورت فله یا ماده. پراکنده محیطی است که ما نمی توانیم از آن استفاده کنیم.

تکانه حرکت یک اندازه گیری کمی از اندازه حرکت جرم است. این اندازه گیری جرم حرکت آزاد نیست ، بلکه اندازه گیری کمی از کارهایی نیست که این مقدار حرکت جمعی می تواند انجام دهد - میزان انرژی ارائه دهنده آن. اما مقدار کل حرکت جرم: p = mv. هر دو جرم m و سرعت v به عنوان فاكتورهای برابر برای كم كردن شتاب در نظر گرفته می شوند.

در حالی که این نمایش جنبشی انرژی است که منعکس کننده روابط انرژی - حرکت است. انرژی جنبشی اندازه گیری اندازه حرکت آزاد است ، که با درجه آزادی حرکت تعیین می شود ، اگرچه حرکت توسط جرم انجام می شود: ∆E = KE = mv² / 2. v سرعت سرعت نهایی است؛ که شما سرعت اولیه هستید میانگین is میانگین میزان تغییر / شتاب پالس بین حالت اولیه و حالت نهایی است. متر فقط باید در آنجا باشد ، زیرا هر حرکت توده ای حرکت جرم است ، اگرچه تنها به عنوان یک عامل در کل انرژی کمک می کند. V² مربوط به شتاب است ، به این معنی که تغییر سرعت ∆v برای یک خط کمی خمیده و صاف در حال افزایش (این یک رابطه خطی نیست - یک منحنی نمایی) نرخ تغییر را ∆E برای هر واحد تغییر از v درج می کند. و بازه (این تغییر مربوط به KE با توجه به تغییر v) طولانی تر می شود و به نظر می رسد مثل یک خط مستقیم موازی با محور شیب عمودی ، اگرچه فاصله واقعی با محور شیب توسط واحد دیگری افزایش می یابد. این امر از طغیان v هدایت می شود. در حالی که تغییر جرم causesm باعث تغییر KE مربوطه در یک خط شیب 45 درجه ای خطی می شود - که با افزایش m در زمان محدود می شود (شیب = افزایش / اجرای ، mv² / 2 را به عنوان افزایش ، تنظیم m را اجرا کنید). روش مؤثر برای تأثیرگذاری بر میزان انرژی جنبشی (که اغلب به عنوان انرژی ضربه نمایش داده می شود) کنترل سرعت v است. به همین دلیل ، ما برای نجات جان انسانها و افزایش سرعت گلوله کشته شده ، محدودیت سرعت را تعیین می کنیم. انرژی - توانایی کار - حرکت آزاد جرم است. حرکت توانایی است ، اما توده تنها حامل این توانایی است.

به عنوان مثال ، 1 کیلوگرم حرکت سنگ با 1 متر بر ثانیه به شما برخورد می کند ، به سختی می توانید متوجه آن شوید. اما اگر حتی به یک میلی گرم فوتون ضربه بزنید ، فوراً تبخیر می شود. این سنگ 1 کیلوگرم نیست که انرژی کمتری دارد ، اما انرژی کمتری از لحظه آزاد دارد (در شرایط عادی) --- بیشتر انرژی آن در ساختار آن به عنوان موقعیت بالقوه ساختاری انرژی بالقوه در نظر گرفته شده است و به دلیل حالت ترمودینامیکی پایدار تا آن زمان در آنجا باقی می ماند. سیاهچاله مرکزی آن را به انرژی جنبشی آزاد تبدیل می کند. آنچه ما انرژی می نامیم حرکت آزاد جرم است که می تواند کار کند ، یعنی نشان دهنده انرژی جنبشی است. جرم m در اینجا به عنوان حامل این حرکت آزاد نشان داده می شود ، اما نه به عنوان حامل انرژی بالقوه برای موقعیت ساختاری. در سطح جهان ، آنتروپی کل به دلیل اینکه سیاهچاله های مرکزی می توانند آخرین ساختار را برای تجدید آنها ، حرکت آزاد جرم از بین ببرد و مکانیسم های طبیعی برای تنظیم این فرآیند وجود داشته باشد ، متعادل می شود. جهان به طور خودبخودی متعادل است.

اگرچه حرکت آزاد جرم ، که ما آن را انرژی - انرژی جنبشی می نامیم - هم در فرآیند طبیعی و هم در مصرف انسان کمتر و کمتر مورد استفاده قرار می گیرد.

پالس و انرژی جنبشی اندازه گیری های مختلفی هستند ، گرچه مرتبط هستند. شما می توانید تغییر در حرکت را در KE = [(mv² - mu²) / 2] = [(mv) v - (mu) u) / 2 مشاهده کنید: ∆p = mv - mu ، تغییر سرعت ∆v = v - u ، سرعت متوسط ​​= ( v - u) / 2. تغییر سرعت شتاب است ، تقسیم بر 2 به طور متوسط. کل [(mv) v - (mu) u) / 2 به نظر می رسد که شتاب متوسط ​​تغییر در حرکت است.


پاسخ 5:

در اظهارنظر این سؤال آمده است: «چگونه این دو با هم متفاوت ارزیابی می شوند؟ به عنوان مثال اگر یک شی به شما برخورد کند و بیشتر صدمه دیده باشد ، به این دلیل است که جسم انرژی جنبشی یا پویایی بیشتری دارد؟ "

وقتی یک شی به شما برخورد می کند و انرژی و تکانه آن را به شما تبدیل می کند ، آسیب های وارد شده به عوامل زیادی بستگی دارد. اگر همه موارد دیگر یکسان باشند ، با این وجود می توان نتیجه گرفت که آسیب ضربه در درجه اول ناشی از انرژی جنبشی جسم است و نه تکانه جسم.

این را می توان با یک آزمایش ساده اندیشه بررسی کرد. فرض کنید من 44 مگنوم به سمت شما شلیک می کنم. توپ با 240 دانه (16 گرم) با سرعت 360 متر بر ثانیه به سینه شما می رسد. ممکن است از این گلوله جان سالم به در ببرید ، اما مطمئناً آسیب های دائمی را متحمل خواهید شد.

حالا 100 بار جرم توپ را افزایش می دهم. این یک قطعه فلز 1.6 کیلوگرم به من می دهد. من آن را در 1/100 از سرعت گلوله یا با سرعت 3.6 متر بر ثانیه پرتاب می کنم. حرکت (سرعت بار زیاد) این قطعه فلز مطابق با پرتابه است و دقیقاً در همان مکان در سینه شما قرار می گیرد.

آیا خسارت با خسارت ناشی از گلوله مطابقت دارد؟

مسلماً نه. مطمئناً دچار کبودی خواهید شد و اگر بدبخت باشید ، یک دنده شکسته می شود ، اما آسیب دائمی بعید نیست و مرگ ناشی از ضربه احتمالاً وجود ندارد. تفاوت بزرگ این است که همان پالس در 1/100 از سرعت باعث می شود قطعه فلزی 1/100 انرژی جنبشی (1/2 توده ضرب شده با سرعت مربع) را حمل کند.


پاسخ 6:

حرکت خطی (P) تنها محصول جرم و سرعت بدن است. بدنی با جرم و سرعت مشخصی دارای ضربه ای خطی است.

این تکانه خطی وقتی تغییر می کند که جرم یا سرعت بدن با زمان تغییر کند و نیرو ایجاد کند. بگذارید از تغییر وضعیت جمعی غفلت کنیم. توده ثابت است. نیرویی که به دلیل تغییر در حرکت خطی در مسافت بسیار کوتاه ایجاد می شود ، انرژی جنبشی تولید می کند.

بنابراین می توانیم ببینیم که سرعت خطی هنگامی که سرعت یک بدن ثابت است حرکت می کند ، اما انرژی جنبشی زمانی وجود دارد که سرعت یک بدن برای یک فاصله مشخص تغییر کند. برای ایجاد انرژی جنبشی باید یک بدن شتاب گرفت. تسریع در بدن برای ایجاد یک پالس خطی کاملاً ضروری نیست.

تنها تفاوت بین حرکت خطی و انرژی جنبشی مربوط به شتاب بدن است.


پاسخ 7:

حرکت خطی (P) تنها محصول جرم و سرعت بدن است. بدنی با جرم و سرعت مشخصی دارای ضربه ای خطی است.

این تکانه خطی وقتی تغییر می کند که جرم یا سرعت بدن با زمان تغییر کند و نیرو ایجاد کند. بگذارید از تغییر وضعیت جمعی غفلت کنیم. توده ثابت است. نیرویی که به دلیل تغییر در حرکت خطی در مسافت بسیار کوتاه ایجاد می شود ، انرژی جنبشی تولید می کند.

بنابراین می توانیم ببینیم که سرعت خطی هنگامی که سرعت یک بدن ثابت است حرکت می کند ، اما انرژی جنبشی زمانی وجود دارد که سرعت یک بدن برای یک فاصله مشخص تغییر کند. برای ایجاد انرژی جنبشی باید یک بدن شتاب گرفت. تسریع در بدن برای ایجاد یک پالس خطی کاملاً ضروری نیست.

تنها تفاوت بین حرکت خطی و انرژی جنبشی مربوط به شتاب بدن است.


پاسخ 8:

حرکت خطی (P) تنها محصول جرم و سرعت بدن است. بدنی با جرم و سرعت مشخصی دارای ضربه ای خطی است.

این تکانه خطی وقتی تغییر می کند که جرم یا سرعت بدن با زمان تغییر کند و نیرو ایجاد کند. بگذارید از تغییر وضعیت جمعی غفلت کنیم. توده ثابت است. نیرویی که به دلیل تغییر در حرکت خطی در مسافت بسیار کوتاه ایجاد می شود ، انرژی جنبشی تولید می کند.

بنابراین می توانیم ببینیم که سرعت خطی هنگامی که سرعت یک بدن ثابت است حرکت می کند ، اما انرژی جنبشی زمانی وجود دارد که سرعت یک بدن برای یک فاصله مشخص تغییر کند. برای ایجاد انرژی جنبشی باید یک بدن شتاب گرفت. تسریع در بدن برای ایجاد یک پالس خطی کاملاً ضروری نیست.

تنها تفاوت بین حرکت خطی و انرژی جنبشی مربوط به شتاب بدن است.