动能
物体运动所具有的能量是动能。
工作必须使任何运动的物体做功,而任何运动的物体都能做功。能量是做功的能力动能是运动的能量。动能有几种形式
- 振动-由于振动运动产生的能量
- 旋转-由于旋转运动的能量
- 平移-能量由于运动从一个位置到另一个
能量与功和功的单位相同力乘以距离.一个焦耳是一个牛顿力的作用1米-纳米或焦耳在国际标准单位。帝国单位是尺磅.
- 1英尺lb = 1.356 N m(焦耳)
平动动能
平动动能可以表示为
Et= 1/2 m v2(1)
在哪里
Et=运动平动能(焦耳,ft lb)
M =质量(kg,蛞蝓)
V =速度(m/s, ft/s)
- 一个鼻涕虫= 32.1740磅(按质量计)-磅米
转动动能
转动动能可以表示为
Er= 1/2 I ω2(2)
在哪里
E米=动能(焦耳,ft lb)
我=惯性矩—物体对旋转方向变化的阻力(kg m2段塞ft2)
例子-汽车中的动能
质量为的汽车的动能1000公斤速度70公里/小时可计算为
Et= 1/2(1000公斤)((70 km / h)(1000米/千米)/ (3600 s / h))2
=189043焦耳
同一辆车在速度下的动能90公里/小时可以表示为
Et= 1/2(1000公斤)((90 km / h)(1000米/千米)/ (3600 s / h))2
=312500焦耳
注意!-当汽车的速度增加28%(从70来90公里/小时) -汽车的动能随着而增加65%(从189043来312500 J).这巨大的上升在动能必须被汽车的安全结构吸收后,才能在碰撞中提供同样的保护——这是非常难以实现的。在一辆现代汽车里,在一次撞车事故中生还是可能的70公里/小时.撞车在90公里/小时更可能是致命的。
例子-在传送带上移动的钢立方体的动能
有重量的钢立方体500磅在传送带上以速度移动9英尺/秒.钢立方质量可计算为
M =(500磅) /(32.1740英尺/秒2)
=15.54蛞蝓
钢立方的动能可以计算为
Et= 1/2(15.54段)(9英尺/秒)2
=629英国《金融时报》伦敦商学院
例子-飞轮中的动能
有转动惯量的飞轮I = 0.15 kg m2旋转1000转/分(转/分).角速度可以计算为
ω = (1000革命(0.01667 min/s) (2 π rad/革命)
=104rad /秒
飞轮动能可以计算出来
Er= 1/2 (0.15 kg m2) (104 rad/s)2
=821J