Inzicht in de concepten

* Kinetische energie: Een bewegend object bezit kinetische energie. De formule voor kinetische energie (KE) is:

Ke =(1/2) * massa * snelheid²

* Work-Energy Stelling: Het werk dat op een object is gedaan, is gelijk aan de verandering in zijn kinetische energie. In dit geval doen de remmen negatief werk in de trein en vertraagt ​​deze.

* Thermische energie: De energie verdween als warmte als gevolg van wrijving. In dit geval is de wrijving tussen de remblokken en de wielen.

Berekenen van thermische energie

1. Initiële kinetische energie: Bereken de kinetische energie van de trein voor het remmen.

* Ke_initial =(1/2) * massa * w²

2. Finale kinetische energie: De trein komt tot stilstand, dus de laatste kinetische energie is nul.

* Ke_final =0

3. Verander in kinetische energie: Het verschil tussen de initiële en uiteindelijke kinetische energie is de verloren energie als gevolg van remmen.

* Δke =ke_final - ke_initial =- (1/2) * massa * w²

4. Thermische energie: De verandering in kinetische energie is gelijk aan de gegenereerde thermische energie. Omdat het werk dat door de remmen wordt gedaan negatief is, is de gegenereerde thermische energie positief.

* Thermische energie =| Δke | =(1/2) * massa * w²

belangrijke opmerkingen:

* eenheden: Zorg voor consistente eenheden voor massa (kilogram), snelheid (meters per seconde) en energie (joules).

* veronderstellingen: We gaan ervan uit dat alle kinetische energie wordt omgezet in thermische energie. In werkelijkheid kan wat energie verloren gaan door geluid of andere factoren.

Voorbeeld:

Laten we zeggen dat je een trein van 100.000 kg hebt die met 20 m/s reist.

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. Thermische energie: | -20.000.000 Joules | =20.000.000 joules

Daarom zouden de remmen 20.000.000 joules thermische energie genereren bij het stoppen van deze trein.