Hvordan kan du bestemme den kinetiske energi fra en himmeldykker over Jorden?

forståelse af koncepterne

* kinetisk energi: Den energi, et objekt besidder på grund af dets bevægelse. Det beregnes ved hjælp af formlen:

Kinetisk energi (KE) =(1/2) * Masse (M) * Velocity² (V²)

* masse (m): Skydiverens masse i kg (kg).

* hastighed (v): Skydiverens hastighed i meter pr. Sekund (m/s).

hvordan man bestemmer kinetisk energi

1. Mål skydiverens masse: Dette gives normalt i problemet eller kan opnås direkte fra skydiveren.

2. Bestem skydiverens hastighed: Dette er den vanskelige del, da den ændrer sig under hele springet. Her er et par måder at finde hastigheden på:

* Direkte måling: Hvis du har adgang til en enhed som en radarpistol, kan du direkte måle skydiverens hastighed på et bestemt tidspunkt.

* Luftbestandighed og terminalhastighed: Når skydiveren falder, øges luftmodstand, indtil den afbalancerer tyngdekraften. Dette kaldes terminalhastighed. Den terminale hastighed af en skydiver er typisk omkring 55 meter i sekundet (120 mph), men kan variere lidt baseret på faktorer som kropsform, position og tøj.

3. Beregn kinetisk energi: Når du har massen og hastigheden, skal du tilslutte dem i den kinetiske energiformel:

Ke =(1/2) * M * V²

eksempel

Lad os sige, at en skydiver har en masse på 70 kg og falder med terminalhastighed (55 m/s).

* Ke =(1/2) * 70 kg * (55 m/s) ²

* Ke =105.625 Joules (J)

vigtige noter

* Ændring af hastighed: Skydiverens kinetiske energi er ikke konstant under springet. Det øges, når skydiveren accelererer, indtil den når terminalhastighed, og forbliver derefter relativt konstant, indtil faldskærmen er indsat.

* Luftbestandighed: Beregningerne ovenfor antager ingen luftmodstand. I virkeligheden påvirker luftmodstand væsentligt skydiverens hastighed, hvilket gør det udfordrende at beregne kinetisk energi nøjagtigt uden mere avanceret fysik.

Fortæl mig, hvis du har flere spørgsmål!