حاسبة الطاقة الحركية (وطاقة الوضع والشغل والقدرة)

أدخل قيمك. تتحدّث الإجابة والحل المفصّل الكامل أثناء الكتابة.

النتيجة

الطاقة الحركية115,7 kJ
كمية الحركة16667 kg·m/s
ارتفاع السقوط المكافئ9,832 m

احسب الطاقة الحركية لجسم متحرك، أو السرعة المرافقة لطاقة حركية معطاة، أو طاقة الوضع الثقالية m·g·h. يعطي وضع الشغل والطاقة الشغل المحصل اللازم لتغيير سرعة جسم ومتوسط القوة المحصلة على مسافة، ويقسم وضع القدرة الشغل على الزمن. ويمكن إدخال السرعات بوحدة m/s أو km/h أو mph.

الحل خطوة بخطوة

السرعة بوحدة m/s

v = 50 km/h = 13,89 m/s

الطاقة الحركية

KE = ½·m·v² = ½·1200·13,89² = 115,7 kJ
مضاعفة السرعة تعطي أربعة أضعاف الطاقة الحركية.

الطاقة نفسها لسقوط من

h = v²/(2g) = 13,89²/(2·9,81) = 9,832 m

الصيغ الأساسية

الطاقة الحركية
Ek = ½mv²
طاقة الوضع
Ep = mgh
موازنة الطاقة
Ek1 + Ep1 + W = Ek2 + Ep2 + losses

كيف تحسب الطاقة الحركية

  1. حوّل السرعة إلى m/s: اقسم km/h على 3,6، أو اضرب mph في 0,447.
  2. استخدم KE = ½·m·v² مع الكتلة بوحدة kg. النتيجة بالجول: 1 J = 1 kg·m²/s².
  3. طاقة الوضع الثقالية قرب سطح الأرض هي PE = m·g·h، مع g = 9,81 m/s² والارتفاع h مقيسًا من مستوى مرجعي مختار.
  4. مبرهنة الشغل والطاقة: الشغل المحصل المبذول على جسم يساوي تغير طاقته الحركية، W = ½·m·v² − ½·m·v₀². والقسمة على المسافة تعطي متوسط القوة المحصلة.
  5. القدرة هي معدل بذل الشغل: P = W/t بالواط. الحصان الميكانيكي الواحد يساوي 745,7 W.

أسئلة وأجوبة

لماذا تدخل السرعة مربعةً؟

لأن الشغل اللازم لبلوغ سرعة ما يزداد مع المسافة التي تتسارع خلالها، وهذه المسافة نفسها تزداد مع السرعة. مضاعفة سرعة سيارة تعطي أربعة أضعاف الطاقة الحركية، وتقريبًا أربعة أضعاف مسافة الفرملة.

ما الفرق بين الطاقة الحركية وطاقة الوضع؟

الطاقة الحركية طاقة الحركة، ½·m·v². وطاقة الوضع طاقة مخزَّنة تعتمد على الموضع، مثل m·g·h للارتفاع أو ½·k·x² لنابض. بدون احتكاك تنتقل الطاقة بين الاثنتين بينما يبقى مجموعهما ثابتًا.

هل يمكن أن تكون الطاقة الحركية سالبة؟

لا. الكتلة موجبة والسرعة مربعة، إذن KE ≥ 0. أما تغير الطاقة الحركية، وبالتالي الشغل المحصل، فقد يكون سالبًا عندما يتباطأ جسم.

ماذا يعني ارتفاع السقوط المكافئ؟

الارتفاع الذي يجب أن يسقط منه الجسم، دون مقاومة هواء، ليبلغ السرعة نفسها: h = v²/(2g). سيارة بسرعة 50 km/h لها الطاقة الحركية نفسها لسقوط من نحو 10 m تقريبًا.

تدرّب بنفسك

تدرّب على الشغل والطاقة

الآلة الحاسبة تعطي الإجابة. أما في الامتحان فتحتاج إلى الطريقة: تدرّب عليها بمسائل جديدة وتلميحات وحلول مفصّلة.

</> تضمين

مجانًا للمعلمين والمدارس: الصق هذا الرمز في صفحة مقررك أو نظام إدارة التعلم أو موقعك. يمكن للطلاب استخدام الحاسبة وحلها خطوة بخطوة دون حساب.

مزيد من الآلات الحاسبة