Решение задач на примерах по кинетической и потенциальной энергии

А вы знали, что все наши движения, передвижения, действия и противодействия в физике именуют как кинетическую энергию. А вся энергия которая накапливается внутри объекта, в зависимости от его состояния, расположения или положения – потенциальная энергия.

Давайте разберем данные физические формулировку более подробно.

Что такое кинетическая энергия?

Кинетическую энергию, как правило, мы можем проследить пяти формах:

• Тепловая
• Электрическая
• Механическая
• Излучающая
• Звуковая

Для наилучшего понимания, давайте рассмотрим это количественное свойство на примерах из жизни.

1. Тепловая энергия. Самым простым и наглядным примером является кипящая вода. Данная энергия относится к уровню активности между молекулами и атомами в объекте. Это связанно с тем, что когда атомы и молекулы начинают двигаться быстрее и сталкиваясь друг с другом, то образовывается тепловая энергия. Из-за данного движения тепловую энергию считают одной из форм кинетической энергии.
2. Электрическая энергия. Ее принято считать одним из видов кинетической энергии который вызван потоком отрицательно заряженных электронов. Количество энергии зависит от скорости с которой движутся электроны. Данная форма движения электронов питает электрические устройства. В качестве примера может послужить молния во время грозы. Она возникает из-за мгновенного разряда электронов, который вызван статическим электричеством в облаках.
3. Механическая энергия. Само определение кинетической энергии - это энергия, которой тело обладает в силу движения. Иными словами можно сказать, что любое транспортное средство которое находится в движении выделяет определенную кинетическую энергию. Она зависит от массы и скорости самого транспортного средства. При одинаковой скорости движения автомобиль обладает более высокой кинетической энергией в отличие от мотоцикла, так как у него больше масса
4. Излучающая энергия. Её особенность в том, что перемещение происходит частицами или волнами. Генерируется, как правило, электромагнитными волнами, что мы называем теплом. Как пример, традиционная электрическая лампочка, или по-другому, лампа накаливания.
5. Звуковая энергия. Под звуком подразумевается некое движение энергии через воздух или воду, вызываемое вибрациями. Такая энергия распространяется волнами, которая достигая наш мозг через барабанные перепонки, начинает вибрировать, что интерпретируется в звук.

Что такое потенциальная энергия?

Потенциальную энергию так же можно разделить на несколько типов, в зависимости от определенного типа силы, а именно:

• электрическая
• химическая
• гравитационная
• упругая

Электрическая потенциальная энергия. В зависимости от расположения в своего рода точке электрического поля, имеется частица, именно это и является электрической частицей.

Химическая потенциальная энергия. Связь, которая сохраняется между атомами в результате сил притяжения

Гравитационная потенциальная энергия. Объект получает данную энергию при условии, что изменяется положение гравитационного поля

Упругая потенциальная энергия. Это такая потенциальная энергия, которая имеет запас в момент растяжения или сжатия упругого объекта внешней силой

Задачи на кинетическую и потенциальную энергию

Разобрав теорию кинетической и потенциальной энергии, предлагаем Вам применить данные знания на практике при помощи задач и формул. Физика на то и физика, что без практической части изучения, понять и закрепить материал действительно сложно.

Задача №1 на кинетическую энергию

Условие: Тело массой 6кг движется со скорость 4 м\с. Необходимо вычислить кинетическую энергию тела.

Решение

Задача №2 на кинетическую энергию

Условие: Имеется легковой автомобиль. Его кинетическая энергия составляет 12500 Дж, а импульс равен 5000 кг ∙ м\с. Необходимо найти скорость данного легкового автомобиля.

Решение

ВНИМАНИЕ! Если вы счастливчик, который готовится к ЕГЭ по физике, то для решения данной задачи лучше применить способ решения указанный ниже:

Задача №3 на потенциальную энергию

Условие: Тело массой 6кг находится на высоте 4 метра, ускорение свободного падения составляет 10 м\с2. Необходимо вычислить потенциальную энергию данного тела.

Решение

Задача №4 на полную механическую энергию

Условие: Дирижабль. массой 5 тонн, пролетает на высоте 2 метра со скорость 60 км\ч. Необходимо найти полную механическую энергию дирижабля.

Решение

Полная механическая энергия состоит из кинетической и потенциальной энергий:

Вычислим:

Ответ: 100,7 МДж.

Задача №5 на кинетическую и потенциальную энергию

Условие: Мячик массой 200 г летит на землю с высоты 20 м начальная скорость - ноль. Известно, что потеря энергии из-за сопротивления воздуха равна 4 Дж. Необходимо рассчитать кинетическую энергию в момент перед ударом о землю. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с2.

Решение

В начале падения потенциальная энергия мячика составляет:

По закону сохранения энергии, эта энергия должна перейти в кинетическую энергию Ек за вычетом потери за счет сопротивления воздуха ΔЕ. Таким образом, можем найти кинетическую энергию:

Ответ: 36 Дж.