Hvor meget termisk energi genereres af bremserne i et KG -tog til at forårsage at bremse fra hastigheden W SEC SEC?

forståelse af koncepterne

* kinetisk energi: Et bevægende objekt har kinetisk energi. Formlen for kinetisk energi (KE) er:

Ke =(1/2) * Masse * Velocity²

* Arbejdsenergi-sætning: Arbejdet på et objekt svarer til ændringen i dens kinetiske energi. I dette tilfælde udfører bremserne negativt arbejde på toget og bremser det ned.

* termisk energi: Energien spredes som varme på grund af friktion. I dette tilfælde er friktionen mellem bremseklodser og hjulene.

Beregning af termisk energi

1. indledende kinetisk energi: Beregn togens kinetiske energi inden bremsning.

* Ke_initial =(1/2) * Masse * W²

2. endelig kinetisk energi: Toget stopper, så dets sidste kinetiske energi er nul.

* Ke_final =0

3. Ændring i kinetisk energi: Forskellen mellem indledende og endelig kinetisk energi er den mistede energi på grund af bremsning.

* ΔKe =ke_final - ke_initial =- (1/2) * Masse * W²

4. termisk energi: Ændringen i kinetisk energi er lig med den genererede termiske energi. Da det arbejde, der udføres af bremserne, er negativt, er den genererede termiske energi positiv.

* Termisk energi =| ΔKe | =(1/2) * Masse * W²

Vigtige noter:

* enheder: Sørg for konsistente enheder til masse (kilogram), hastighed (meter pr. Sekund) og energi (Joules).

* antagelser: Vi antager, at al den kinetiske energi omdannes til termisk energi. I virkeligheden kan en vis energi gå tabt på grund af lyd eller andre faktorer.

Eksempel:

Lad os sige, at du har et 100.000 kg tog, der rejser ved 20 m/s.

1. ke_initial: (1/2) * 100.000 kg * (20 m/s) ² =20.000.000 Joules

2. ke_final: 0 Joules

3. ΔKe: 0 - 20.000.000 Joules =-20.000.000 Joules

4. termisk energi: | -20.000.000 Joules | =20.000.000 Joules

Derfor ville bremserne generere 20.000.000 joules af termisk energi ved at stoppe dette tog.