Kinetik enerji

Herhangi bir nesneyi harekete geçirmek için iş yapılmalıdır ve hareket eden herhangi bir nesne işe yarayabilir. Enerji, iş yapabilme kabiliyeti ve kinetik enerji, hareketin enerjisidir. Kinetik enerjinin çeşitli biçimleri vardır

• titreşim – titreşim hareketi nedeniyle enerji
• dönme – dönme hareketi nedeniyle enerji
• yer değiştirme- bir konumdan diğerine hareket nedeniyle ortaya çıkan enerji

Enerji, iş ile aynı birimlere sahiptir ve iş kuvvet zaman mesafesidir. Bir Joule, SI-birimlerinde bir, Nm veya Joule’den geçen bir Newton kuvvettir. ingiliz birimi foot-pound’dur.

1 ft lb = 1.356 N m (Joule)

Yer değiştirme kinetik enerjisi

Yer değiştirme kinetik enerjisi şöyle ifade edilebilir:

E_t = 1/2 m v²                          (1)

E_t = yer değiştirme kinetik enerjisi (Joule, ft lb)

m = kütle (kg, slugs)

v = hız (m/s, ft/s)

Dönme kinetik enerjisi

Dönme kinetik enerji aşağıdaki gibi ifade edilebilir

E_r = 1/2 I ω²                                            (2)

E_m = kinetik dönme enerjisi (Joule

, ft lb)

I = atalet momenti – bir nesnenin dönüş yönündeki değişikliklere karşı direnci (kg m², slug ft²)

ω = açısal hız (rad/s)

Örnek – Arabadaki Kinetik Enerji

70 km / s hızda 1000 kg kütleye sahip bir otomobilin kinetik enerjisi;

E_t = 1/2 (1000 kg) ((70 km/h) (1000 m/km) / (3600 s/h))²

= 189043 Joule

Aynı arabanın 90 km / s hızında kinetik enerjisi şöyle ifade edilebilir:

E_t = 1/2 (1000 kg) ((90 km/h) (1000 m/km) / (3600 s/h))²

= 312500 Joule

Not! – Bir arabanın hızı% 28 ile (70’den 90 km / s’ye kadar) arttırıldığında – Otomobilin kinetik enerjisi% 65 ile (189043’ten 312500 J’ye kadar) arttırılır.
Kinetik enerjideki bu büyük artış, çarpışmada aynı korumayı sağlamak için otomobilin güvenlik konstrüksiyonu tarafından absorbe edilmelidir – ki bu elde edilmesi çok zordur. Modern bir otomobilde, 70 km / s’de meydana gelen bir çarpışmada hayatta kalmak mümkündür. 90 km / s’de meydana gelen bir çarpma ölümcül olabilir.

Örnek – Konveyör Bant üzerinde hareket eden Çelik Küpteki Kinetik Enerji

Ağırlığı 500 lb olan çelik bir küp, 9 ft / s hızında bir taşıma bandında hareket ettirilir. Çelik küp kütlesi şu şekilde hesaplanabilir

m = (500 lb) / (32.1740 ft/s²)

    = 15.54  slugs

Çelik küpün kinetik enerjisi şu şekilde hesaplanabilir

E_t = 1/2 (15.54 slugs) (9 ft/s)²

= 629 ft lbs

Örnek – Bir Volandaki Kinetik Enerji

Atalet Momenti I = 0,15 kg m2 olan bir volan 1000 dev / dak (devir / dak) ile dönmektedir. Açısal hız olarak hesaplanabilir

ω = (1000 revolutions/min) (0.01667 min/s) (2 π rad/revolution)

   = 104 rad/s

Volan kinetik enerjisi aşağıdaki gibi hesaplanabilir

E_r = 1/2 (0.15 kg m²) (104 rad/s)²   

   = 821 J

Yararlanılan kaynak veya site linki

Rüzgar Enerjisi ve Tünellerden Enerji Üretimi