Kinetische Energie zum Arbeiten, für kinetische Energie arbeiten

Das letzte Mal, als wir unsere beispielhafte Kaffeetasse aus Keramik sahen, traf sie einen Betonboden, wo sie frei fiel Kinetische Energie hat es geschafft, es beim Aufprall zu brechen. Dies ist ein bekanntes Szenario für Ingenieurexperten wie ich, die manchmal gebeten werden, Unfälle und deren Folgen zu rekonstruieren, auch bekannt als Forensik. Heute werden wir sehen, was passiert, wenn die Stücke des zerbrochenen Bechers aus ihrer zusammenhängenden und gemütlichen Bindung gelöst werden, und wir werden sehen, wie sie sich verwandeln Kinetische Energie zu Jobund zurück zu Kinetische Energie.

Wenn wir sehen, wie unser Becher auf dem Boden bricht, bemerken wir, dass er in Stücke unterschiedlicher Größe zerbricht, die um den Aufprallpunkt in viele Richtungen übertragen werden. Jedes Stück hat seine eigene Masse, U-Bahn, reist mit seiner eigenen Geschwindigkeit, vund hat eine einzigartige und individualisierte Menge an kinetischer Energie. Dies entspricht der hier wieder gezeigten kinetischen Energieformel:

KE = ½ × m × vzwei

Wo hat er das gemacht? Energie kommt von?

Verstreute Stücke haben kinetische Energie

Verstreute Stücke haben kinetische Energie

Nach dem Arbeitsenergiesatz wird die frei fallende kinetische Energie des zerbrochenen Bechers in die Arbeit umgewandelt, die den Becher bricht. Einmal zerschmettert, das Job verwandelt sich wieder in Kinetische Energie, die Energie, die jedes Stück antreibt, wenn es über den Boden gleitet.

Die Stücke breiten sich vom Aufprallpunkt des Bechers aus, bis sie schließlich in der Nähe anhalten. Sie schaffen es, eine beträchtliche Strecke zurückzulegen, aber schließlich geht ihre kinetische Energie aufgrund der Reibungskraft verloren, die sie verlangsamt und letztendlich stoppt.

Die Reibungskraft, die der Bewegung der Keramikstücke entgegenwirkt, entsteht, wenn das Gewicht jedes Fragments mit der rauen Oberfläche des Betonbodens in Kontakt kommt und eine holprige Fahrt erzeugt. Je größer das Fragment ist, desto stärker ruht es auf dem Beton und desto größer ist die gegen ihn wirkende Reibungskraft. Mit dieser Dynamik im Spiel sehen wir kleinere, leichtere Keramikscherben, die eine größere Entfernung zurücklegen als ihre schwereren Gegenstücke.

Der Arbeitsenergiesatz besagt, dass die kinetische Energie jedes Teils gleich der Arbeit der Reibungskraft ist, die gegen ihn wirkt, um ihn zu stoppen. Wir werden beim nächsten Mal mehr über diese Reibungskraft und ihre Auswirkungen auf die von Bruchstücken zurückgelegte Strecke sprechen.

Copyright 2016 – Philip J. O’Keefe, PE

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