V tomto článku probereme, jak převést kinetickou energii na gravitační energii a vztah mezi oběma.
Kinetická energie poskytnutá objektu se během letu přemění na potenciální energii, když se objekt zvedne nad povrch. Tato přeměna kinetické energie na gravitační energii je možná, když je objekt ve vertikálním pohybu nad zemí.
Jak spolu souvisí kinetická a gravitační energie?
Kinetická energie souvisí s gravitační energií pouze při vertikálních pohybech.
Gravitační energie uložená v objektu se zvýší, pokud je kinetická energie předaná objektu větší. Výška, do které bude objekt přemístěn, závisí na množství kinetické energie.
Jak se kinetická energie přeměňuje na gravitační energii?
Kinetická energie objektu klesá s tím, jak objekt stoupá výš a výš nad povrch Země.
Projekt kinetická energie bude přeměněna na gravitační potenciál energie, která bude mít tendenci ji přivést zpět na povrch působením gravitační síly.
Kdy se kinetická energie přemění na gravitační energii?
Všechny předměty v pohyb na ně působí gravitační silou a zrychluje se na základě účinku gravitace.
Kinetická energie se přemění na gravitační energii, když objekt během letu dosáhne maximální výšky a přemění veškerou jeho kinetickou energii na energii potenciální.
Kde se mění kinetická energie na energii gravitační?
Kinetická energie se přemění na gravitační energii, když se objekt pohybuje ve vertikálním směru s dodanou kinetickou energií.
K této přeměně dochází, když objekt stoupá nad povrch Země a vytváří potenciál energie k překonání gravitační přitažlivosti, ale protože veškerá kinetická energie se přemění na gravitační potenciál energie, která není dostatečná, objekt spadne zpět k zemi.
Vzorec kinetické energie ke gravitační energii
Kinetická energie objektu při jeho letu je
m je hmotnost
Tato kinetická energie se přeměňuje na potenciální energii a maximální energie dosáhne, když objekt dosáhne maximální výšky za letu. Tato potenciální energie se rovná gravitační potenciální energii objektu, která je cítit na těle a táhne jej k zemi.
Gravitační potenciální energie objektu se vypočítá pomocí vzorce
U=mgh
Kde h je výška objektu od povrchu Země
g je gravitační zrychlení
Kinetická energie ke gravitační energetické účinnosti
Účinnost je poměr energie spotřebované z celkové energie dodané k provedení práce.
Účinnost kinetické energie ke gravitační energii bude formulována jako poměr získané gravitační energie k celkové kinetické energii dodané objektu.
Účinnost objektu bude maximální, pokud je výška objektu od země největší, tedy pokud gravitační potenciál uložená energie v objektu je více.
Příklady kinetické energie ke gravitační energii
Zde je seznam příkladů kinetické energie až gravitační energie: -
Kolo trajektů
Když člověk dosáhne nejvyššího bodu na trajektovém kole, zažije volný pád, protože zrychlení a gravitační síla směřují dolů stejným směrem. Kinetická energie se přeměňuje na gravitační energii a člověk se cítí beztížný při zrychlování dolů k zemi.
Horská dráha
Zde je nejlepší příklad, kinetická energie horské dráhy se přeměňuje na gravitační energii, když se zrychluje dolů při výstupu na nejvyšší bod dráhy.
Míč ve vzduchu
Po vyhození míče do vzduchu se pohybuje ve dvou dimenzích po parabolické dráze. Energie dodaná kouli je využita ke zvednutí koule proti gravitační síle a přeměně její kinetické energie na gravitační potenciální energii, která může odolat síle způsobené gravitací.
Potravinové obilí dodávané z vrtulníku
Když jsou pytle s potravinářskými zrny vyhazovány z vrtulníku, vak se zrychluje dolů vlivem gravitační potenciální energie.
Basketball
Kinetická energie udělená míči při hodu do koše se přemění zpět na gravitační potenciální energii, díky které se míč zrychlí zpět k zemi.
Vodopád
Objem vody proudící s kinetickou energie se přemění na gravitační potenciál energie a přitom padá na zem.
Auto jedoucí po strmějším svahu
Určitě jste si všimli, že při jízdě ze svahu se rychlost auta automaticky zvyšuje. To je způsobeno gravitační energií získanou automobilem.
Lyžování
Kinetická energie poskytnutá skiboardu se při sjíždění svahu přeměňuje na gravitační energii.
Kyvadlo
Kinetická energie bobu se pravidelně přeměňuje na gravitační potenciální energii, když bob stoupá do určité výšky, když se úhel kmitání stává maximem.
Zvedání předmětů
Při zvedání jakéhokoli předmětu je svalová síla využita k dodání kinetické energie předmětu při jeho zvedání. Když se objekt zvedne nad zem, kinetická energie, která je objektu vystavena, se spolu s výškou přemění na energii gravitační.
Měsíc kolem Země
Hybnost Měsíce ho udržuje v kinetickém pohybu na oběžné dráze Země a oba na sebe působí stejně velkou silou. To je důvod, proč jsou na planetě pozorovány přílivy a odlivy.
Satelity
Satelity obíhající kolem Země přeměňují kinetickou energii na gravitační energii, která ji udržuje na oběžné dráze Země.
Sliders
Gravitační potenciální energie získaná tělesem dosahujícím velké výšky je opět přeměněna na kinetickou energii s využitím gravitační energie.
Jumping
Při skákání působíte stejnou silou na zem, abyste zvedli své tělo nahoru. Tím se získaná kinetická energie přemění na energii gravitační.
Trampolína
Elastická potenciální energie se přeměňuje na kinetickou energii, která zvedá tělo nad povrch trampolíny a přeměňuje kinetickou energii na gravitační potenciální energii.
Gravitační potenciál energie versus gravitační potenciál
Gravitační potenciální energie je energie získaná hmotou korelovanou s jiným objektem v jeho blízkosti odděleným určitou vzdáleností a působí na sebe gravitační silou, zatímco gravitační potenciál je práce vykonaná k přemístění objektu z jeho umístění do referenčního bodu.
Gravitační potenciální energie je dána vzorcem
U=mgh
Maximální bude, pokud je výška objektu od povrchu větší. Je ve formě potenciální energie objektu, která je uloženou energií.
Gravitační potenciál je uveden jako
Kde G je gravitační konstanta a r je vzdálenost mezi dvěma objekty o hmotnosti m a M.
Často kladené otázky
Jaká je účinnost kinetické energie vůči gravitační energii, pokud míč zrychluje rychlostí 3 m/s a dosáhne výšky 18 metrů nad zemí?
Zadáno: v = 3 m/s
h = 18m
Vzorec pro výpočet účinnosti kinetické energie vůči gravitační energii je
Účinnost pro přeměnu kinetické energie na energii gravitační v tomto případě je 39.2%.
Jaká je gravitační potenciální energie objektu stojícího 30 metrů nad povrchem a o hmotnosti 48 kg?
Zadáno: m = 48 kg
h = 30m
Gravitační potenciální energie je
U=mgh
U=48* 9.8* 30=14.1KJ
Také čtení:
- Jak měřit uvolňování chemické energie při spalování
- Vazebná energie
- Jak najít potenciální energii ve zvýšené zásobě vody
- Jak najít čistou energii
- Jak optimalizovat zvukovou energii při ultrazvukovém zobrazování
- Jak najít ztracenou energii při srážce
- Jak maximalizovat využití magnetické energie v terapii magnetickou rezonancí pro zdravotnictví
- Jak získat tepelnou energii z průmyslového odpadního tepla
- Chemická energie na světelnou energii
- Jak najít energii ve warp pohonu hvězdné lodi
Ahoj, jsem Akshita Mapari. Udělal jsem Mgr. ve fyzice. Pracoval jsem na projektech jako Numerické modelování větrů a vln během cyklonu, Fyzika hraček a mechanizované vzrušující stroje v zábavním parku založeném na klasické mechanice. Absolvoval jsem kurz na Arduinu a dokončil jsem několik mini projektů na Arduinu UNO. Vždy rád prozkoumávám nové oblasti v oblasti vědy. Osobně věřím, že učení je větší nadšení, když se učí kreativně. Kromě toho rád čtu, cestuji, brnkám na kytaru, určuji kameny a vrstvy, fotím a hraji šachy.
