Il existe deux formes d'énergie: l'énergie potentielle et l'énergie cinétique. L'énergie potentielle est l'énergie relative qu'un objet a par rapport à la position d'un autre objet. Par exemple, si vous êtes au sommet d'une colline, vous avez plus d'énergie potentielle que si vous étiez au pied d'une colline. L'énergie cinétique est l'énergie dont dispose un objet lorsqu'il se déplace. L'énergie cinétique peut être générée par vibration, rotation ou translation (mouvement d'un endroit à un autre). L'énergie cinétique de n'importe quel objet peut être facilement trouvée par une équation qui utilise la masse et la vitesse de cet objet.
Étape
Partie 1 sur 3: Comprendre l'énergie cinétique
Étape 1. Connaître la formule de calcul de l'énergie cinétique
La formule de calcul de l'énergie cinétique (EK) est EK = 0,5 x mv2. Dans cette équation, m représente la masse, qui est la quantité de matière dans un objet, et v représente la vitesse de l'objet ou la vitesse à laquelle l'objet change de position.
Votre réponse doit toujours être écrite en joules (J), qui est l'unité standard de mesure de l'énergie cinétique. Joule équivaut à 1 kg * m2/s2.
Étape 2. Déterminez la masse de l'objet
Si vous résolvez un problème dont la masse est inconnue, vous devez déterminer la masse vous-même. La valeur de la masse peut être déterminée en pesant un objet sur une balance et en trouvant sa masse en kilogrammes (kg).
- Prenez la balance. Avant de peser vos objets, vous devez baisser la balance. La mise à zéro de la balance s'appelle une tour.
- Placez votre objet sur la balance. Placez lentement l'objet sur la balance et notez sa masse en kilogrammes.
- Si nécessaire, convertissez les grammes en kilogrammes. Pour le calcul final, la masse doit être en kilogrammes.
Étape 3. Calculez la vitesse de l'objet
Souvent, le problème donnera la vitesse de l'objet. Sinon, vous pouvez trouver sa vitesse en utilisant la distance parcourue par l'objet et le temps qu'il faut à l'objet pour parcourir cette distance. L'unité de vitesse est le mètre par seconde (m/s).
- La vitesse est définie selon l'équation comme le déplacement divisé par le temps: V = d/t. La vitesse est une quantité vectorielle, c'est-à-dire qu'elle a à la fois une amplitude et une direction. La magnitude est une valeur numérique qui représente la vitesse, tandis que la direction est la direction dans laquelle la vitesse se déplace.
- Par exemple, la vitesse d'un objet peut être de 80 m/s ou -80 m/s, selon la direction dans laquelle il se déplace.
- Pour calculer la vitesse, divisez simplement la distance qu'un objet a parcourue par le temps qu'il a fallu à l'objet pour couvrir cette distance.
Partie 2 sur 3: Calcul de l'énergie cinétique
Étape 1. Écrivez l'équation
La formule de calcul de l'énergie cinétique (EK) est EK = 0,5 x mv2. Dans cette équation, m représente la masse, qui est la quantité de matière dans un objet, et v représente la vitesse de l'objet ou la vitesse à laquelle l'objet change de position.
Votre réponse doit toujours être écrite en joules (J), qui est l'unité de mesure standard de l'énergie cinétique. Joule équivaut à 1 kg * m2/s2.
Étape 2. Branchez la masse et la vitesse dans l'équation
Si vous ne connaissez pas la masse ou la vitesse de l'objet, vous devez la calculer. Supposons que vous connaissiez l'amplitude des deux variables et que vous essayiez de résoudre le problème suivant: Déterminez l'énergie cinétique d'une femme de 55 kg qui court à 3,87 m/s. Puisque vous connaissez la masse et la vitesse de la femme, vous pouvez brancher les valeurs dans l'équation:
- CE = 0,5 x mv2
- CE = 0,5 x 55 x (3, 87)2
Étape 3. Résolvez l'équation
Une fois que vous avez entré la masse et la vitesse, vous pouvez trouver l'énergie cinétique (EK). Carré la vitesse et multiplier toutes les variables. N'oubliez pas d'écrire votre réponse en joules (J).
- CE = 0,5 x 55 x (3, 87)2
- CE = 0,5 x 55 x 14,97
- EK = 411 675 J
Partie 3 sur 3: Utilisation de l'énergie cinétique pour trouver la vitesse ou la masse
Étape 1. Écrivez l'équation
La formule de calcul de l'énergie cinétique (EK) est EK = 0,5 x mv2. Dans cette équation, m représente la masse, qui est la quantité de matière dans un objet, et v représente la vitesse de l'objet ou la vitesse à laquelle l'objet change de position.
Votre réponse doit toujours être écrite en joules (J), qui est l'unité de mesure standard de l'énergie cinétique. Joule équivaut à 1 kg * m2/s2.
Étape 2. Saisissez les variables connues
Dans certains problèmes, vous pouvez connaître l'énergie cinétique et la masse ou l'énergie cinétique et la vitesse. La première étape pour résoudre ce problème consiste à entrer toutes les variables connues.
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Exemple 1: Quelle est la vitesse d'un objet de masse 30 kg avec une énergie cinétique de 500 J ?
- CE = 0,5 x mv2
- 500 J = 0,5 x 30 x v2
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Exemple 2: Quelle est la masse d'un objet qui a une énergie cinétique de 100 J et une vitesse de 5 m/s ?
- CE = 0,5 x mv2
- 100 J = 0,5 x m x 52
Étape 3. Réorganisez l'équation pour résoudre la variable inconnue
En utilisant l'algèbre, vous pouvez trouver la valeur d'une variable inconnue en réorganisant toutes les variables connues d'un côté de l'équation.
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Exemple 1: Quelle est la vitesse d'un objet de masse 30 kg avec une énergie cinétique de 500 J ?
- CE = 0,5 x mv2
- 500 J = 0,5 x 30 x v2
- Multiplier la masse par 0,5: 0,5 x 30 = 15
- Divisez l'énergie cinétique par le produit: 500/15 = 33, 33
- Racine carrée pour trouver la vitesse: 5,77 m/s
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Exemple 2: Quelle est la masse d'un objet qui a une énergie cinétique de 100 J et une vitesse de 5 m/s ?
- CE = 0,5 x mv2
- 100 J = 0,5 x m x 52
- Carré de la vitesse: 52 = 25
- Multiplier par 0, 5: 0, 5 x 25 = 12, 5
- Divisez l'énergie cinétique par le produit: 100/12, 5 = 8 kg
