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Translationale kinetische Energie

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Die kinetische Energie der Translation ist eine Funktion der Geschwindigkeit, die durch die Anwendung einer Kraft über eine bestimmte Zeit erreicht wird, während eine bestimmte Strecke zurückgelegt wird.

Daher ist die kinetische Energie der Translation proportional zur Masse des Objekts und dem Quadrat der Geschwindigkeit.

>Modell

ID:(753, 0)



Translationale kinetische Energie

Storyboard

Die kinetische Energie der Translation ist eine Funktion der Geschwindigkeit, die durch die Anwendung einer Kraft über eine bestimmte Zeit erreicht wird, während eine bestimmte Strecke zurückgelegt wird. Daher ist die kinetische Energie der Translation proportional zur Masse des Objekts und dem Quadrat der Geschwindigkeit.

Variablen

Symbol
Text
Variable
Wert
Einheiten
Berechnen
MKS-Wert
MKS-Einheiten
$\Delta t$
Dt
Abgelaufene Zeit
s
$v_0$
v_0
Anfangsgeschwindigkeit
m/s
$W_0$
W_0
Anfängliche Arbeit
J
$W$
W
Arbeit
J
$\Delta W$
DW
Arbeits Varianz
J
$a$
a
Augenblickliche Beschleunigung
m/s^2
$s_0$
s_0
Ausgangsstellung
m
$v$
v
Geschwindigkeit
m/s
$\Delta v$
Dv
Geschwindigkeit Unterschied
m/s
$F$
F
Kraft mit konstanter Masse
N
$s$
s
Position
m
$t_0$
t_0
Startzeit
s
$m_i$
m_i
Träge Masse
kg
$t$
t
Zeit
s
$\Delta s$
Ds
Zurückgelegte Strecke in einer Zeit
m

Berechnungen


Zuerst die Gleichung auswählen:   zu ,  dann die Variable auswählen:   zu 

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

Berechnungen

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

 Variable   Gegeben   Berechnen   Ziel :   Gleichung   Zu verwenden



Gleichungen

Die Energie, die erforderlich ist, um ein Objekt von der Winkelgeschwindigkeit $\omega_1$ auf die Winkelgeschwindigkeit $\omega_2$ zu ndern, kann mithilfe der Definition

equation=12550

berechnet werden. Unter Anwendung des zweiten Newtonschen Gesetzes kann diese Gleichung umgeschrieben werden als

$\Delta W=I \alpha \Delta\theta=I\displaystyle\frac{\Delta\omega}{\Delta t}\Delta\theta$



Durch Verwendung der Definition der Winkelgeschwindigkeit

equation=3679

erhalten wir

$\Delta W=I\displaystyle\frac{\Delta\omega}{\Delta t}\Delta\theta=I \omega \Delta\omega$



Die Differenz der Winkelgeschwindigkeiten ist

$\Delta\omega=\omega_2-\omega_1$



Andererseits kann die Winkelgeschwindigkeit selbst durch die durchschnittliche Winkelgeschwindigkeit approximiert werden

$\omega=\displaystyle\frac{\omega_1+\omega_2}{2}$



Unter Verwendung beider Ausdr cke ergibt sich die Gleichung

$\Delta W=I \omega \Delta \omega=I(\omega_2-\omega_1)\displaystyle\frac{(\omega_1+\omega_2)}{2}=\displaystyle\frac{I}{2}(\omega_2^2-\omega_1^2)$



Damit ndert sich die Energie gem

$\Delta W=\displaystyle\frac{I}{2}\omega_2^2-\displaystyle\frac{I}{2}\omega_1^2$



Wir k nnen dies verwenden, um die kinetische Energie zu definieren

equation

Die Energie, die erforderlich ist, um ein Objekt von der Winkelgeschwindigkeit $\omega_1$ auf die Winkelgeschwindigkeit $\omega_2$ zu ndern, kann mithilfe der Definition

equation=12550

berechnet werden. Unter Anwendung des zweiten Newtonschen Gesetzes kann diese Gleichung umgeschrieben werden als

$\Delta W=I \alpha \Delta\theta=I\displaystyle\frac{\Delta\omega}{\Delta t}\Delta\theta$



Durch Verwendung der Definition der Winkelgeschwindigkeit

equation=3679

erhalten wir

$\Delta W=I\displaystyle\frac{\Delta\omega}{\Delta t}\Delta\theta=I \omega \Delta\omega$



Die Differenz der Winkelgeschwindigkeiten ist

$\Delta\omega=\omega_2-\omega_1$



Andererseits kann die Winkelgeschwindigkeit selbst durch die durchschnittliche Winkelgeschwindigkeit approximiert werden

$\omega=\displaystyle\frac{\omega_1+\omega_2}{2}$



Unter Verwendung beider Ausdr cke ergibt sich die Gleichung

$\Delta W=I \omega \Delta \omega=I(\omega_2-\omega_1)\displaystyle\frac{(\omega_1+\omega_2)}{2}=\displaystyle\frac{I}{2}(\omega_2^2-\omega_1^2)$



Damit ndert sich die Energie gem

$\Delta W=\displaystyle\frac{I}{2}\omega_2^2-\displaystyle\frac{I}{2}\omega_1^2$



Wir k nnen dies verwenden, um die kinetische Energie zu definieren

equation

Die Definition von die Mittlere Beschleunigung ($\bar{a}$) wird als die Beziehung zwischen die Geschwindigkeit Unterschied ($\Delta v$) und der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$) betrachtet. Das hei t,

equation=4355

und

equation=4353

Die Beziehung zwischen beiden wird als die Kreiselbeschleunigung ($a_c$)

equation

innerhalb dieses Zeitintervalls definiert.

Da der Moment ($p$) mit die Träge Masse ($m_i$) und die Geschwindigkeit ($v$) definiert ist,

equation=10283

Wenn die Träge Masse ($m_i$) gleich die Anfangsmasse ($m_0$) ist, k nnen wir den Impuls nach der Zeit ableiten und die Kraft mit konstanter Masse ($F$) erhalten:

$F=\displaystyle\frac{d}{dt}p=m_i\displaystyle\frac{d}{dt}v=m_ia$



Daher kommen wir zu dem Schluss, dass

equation


Beispiele


mechanisms


model

Die Arbeits Varianz ($\Delta W$) wird als das Produkt von die Kraft mit konstanter Masse ($F$) und die Zurückgelegte Strecke in einer Zeit ($\Delta s$) definiert:

kyon

La variaci n del trabajo en el tiempo se denomina la potencia. Por lo general es una limitante ya que indica la velocidad que es un sistema capaz de crear/absorber energ a.

kyon

Wir k nnen die Zurückgelegte Strecke in einer Zeit ($\Delta s$) aus die Ausgangsstellung ($s_0$) und die Position ($s$) berechnen mit der folgenden Gleichung:

kyon

Die Translational Kinetic Energy ($K_t$) wird in Abhängigkeit von die Geschwindigkeit ($v$) und die Träge Masse ($m_i$) bestimmt, gemäß:

kyon

5288 ist mit 6290 und nicht mit 8762 verbunden, auch wenn sie numerisch gleich sind. Die Energie, die ein Objekt besitzt, ist eine direkte Folge der Trägheit, die überwunden werden musste, um seine Bewegung zu erreichen.

Die Translational Kinetic Energy ($K_t$) wird in Abhängigkeit von die Geschwindigkeit ($v$) und die Träge Masse ($m_i$) bestimmt, gemäß:

kyon

5288 ist mit 6290 und nicht mit 8762 verbunden, auch wenn sie numerisch gleich sind. Die Energie, die ein Objekt besitzt, ist eine direkte Folge der Trägheit, die überwunden werden musste, um seine Bewegung zu erreichen.

Das Verh ltnis, in dem die Geschwindigkeits nderung im Laufe der Zeit definiert ist, wird als die Mittlere Beschleunigung ($\bar{a}$) bezeichnet. Um es zu messen, ist es notwendig, die Geschwindigkeit Unterschied ($\Delta v$) und der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$) zu beobachten.

Eine g ngige Methode zur Messung der durchschnittlichen Beschleunigung besteht darin, eine Stroboskoplampe zu verwenden, die das Objekt in definierten Intervallen beleuchtet. Durch Aufnahme eines Fotos kann man die Strecke bestimmen, die das Objekt in dieser Zeit zur ckgelegt hat. Durch Berechnung von zwei aufeinanderfolgenden Geschwindigkeiten kann man ihre nderung bestimmen und mit der verstrichenen Zeit zwischen den Fotos die durchschnittliche Beschleunigung berechnen.

Die Gleichung f r die durchschnittliche Beschleunigung lautet:

kyon

Es ist wichtig zu beachten, dass die durchschnittliche Beschleunigung eine Sch tzung der tats chlichen Beschleunigung darstellt.

Das Hauptproblem besteht darin, dass, wenn sich die Beschleunigung w hrend der verstrichenen Zeit ndert, der Wert der durchschnittlichen Beschleunigung stark von der mittleren Beschleunigung abweichen kann.



Daher

Der Schl ssel ist die Beschleunigung ber einen ausreichend kurzen Zeitraum zu bestimmen, um die Variation zu minimieren.

Im Fall, dass die Träge Masse ($m_i$) gleich die Anfangsmasse ($m_0$) ist,

equation=12552

wird die Ableitung des Impulses gleich der Masse mal der Ableitung von die Geschwindigkeit ($v$) sein. Da die Ableitung der Geschwindigkeit die Augenblickliche Beschleunigung ($a$) ist, ergibt sich, dass die Kraft mit konstanter Masse ($F$) ist

kyon

Um die Bewegung eines Objekts zu beschreiben, m ssen wir der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$) berechnen. Diese Gr e wird durch Messung von der Startzeit ($t_0$) und der der Zeit ($t$) dieser Bewegung erhalten. Die Dauer wird bestimmt, indem die Anfangszeit von der Endzeit subtrahiert wird:

kyon

Beschleunigung entspricht der nderung der Geschwindigkeit pro Zeiteinheit.

Deshalb ist es notwendig, die Geschwindigkeit Unterschied ($\Delta v$) in Abh ngigkeit von die Geschwindigkeit ($v$) und die Anfangsgeschwindigkeit ($v_0$) wie folgt zu definieren:

kyon


>Modell

ID:(753, 0)



Simulation der Rotationsenergie

Definition


ID:(15526, 0)