Science >> Wetenschap >  >> Energie

Wat is de kinetische energie van een rollende bal?

De kinetische energie van een rollende bal is de som van zijn translationele kinetische energie (vanwege de beweging in een rechte lijn) en zijn rotatiekinetische energie (Vanwege de draaiende beweging).

Hier is de uitsplitsing:

1. Translationele kinetische energie (ke_t)

* Dit is de energie die de bal heeft vanwege de lineaire beweging.

* Formule:ke_t =(1/2) * m * v^2

* m =massa van de bal

* V =lineaire snelheid van de bal

2. Rotatiekinetische energie (KE_R)

* Dit is de energie die de bal heeft vanwege de draaiende beweging.

* Formule:ke_r =(1/2) * i * ω^2

* I =Moment of Traagia van de bal (hangt af van zijn vorm en massadistributie)

* ω =hoeksnelheid van de bal

Totale kinetische energie (ke_total)

* Ke_total =ke_t + ke_r

* Ke_total =(1/2) * m * v^2 + (1/2) * i * ω^2

belangrijke opmerkingen:

* Traagheidsmoment (i): Voor een vaste bol, i =(2/5) * M * r^2, waarbij r de straal van de bol is.

* Relatie tussen lineaire en hoeksnelheid: v =r * ω. Dit betekent dat de lineaire snelheid recht evenredig is met de hoeksnelheid en de straal van de bal.

Voorbeeld:

Laten we zeggen dat een bal met een massa van 1 kg en een straal van 0,1 M rolt met een lineaire snelheid van 2 m/s.

* ke_t: (1/2) * 1 kg * (2 m/s)^2 =2 j

* ke_r: (1/2) * (2/5) * 1 kg * (0,1 m)^2 * (2 m/s/0,1 m)^2 =0,4 j

* ke_total: 2 J + 0.4 J =2,4 J

Daarom is de totale kinetische energie van de rollende bal 2,4 Joules.