Science >> Wetenschap >  >> Energie

Waarom is 0,5 in de kinetische energieformule?

De 0,5 in de kinetische energieformule is niet willekeurig. Het komt voort uit de wiskundige afleiding van de formule, waarbij calculus betrokken is. Hier is een vereenvoudigde uitleg:

Kinetische energie en werk

Kinetische energie is de energie die een object bezit vanwege zijn beweging. Het is direct gerelateerd aan het werk dat aan het object is gedaan om het tot die snelheid te brengen.

werk en kracht

Werk wordt gedaan wanneer een kracht op een object handelt en ervoor zorgt dat deze zich verplaatst. Het gedaan werk is gelijk aan de kracht vermenigvuldigd met de afstand die het object beweegt:

* werk (w) =kracht (f) x afstand (d)

Force and Acceleration

De tweede bewegingswet van Newton stelt dat kracht gelijk is aan de versnelling van de massatijden:

* kracht (f) =massa (m) x versnelling (a)

versnelling en snelheid

Versnelling is de snelheid van snelheidsverandering. Als we een constante versnelling beschouwen, kan de relatie tussen versnelling (a), initiële snelheid (v₀), uiteindelijke snelheid (v) en afstand (d) worden beschreven door de volgende vergelijking:

* v² =v₀² + 2ad

het samenstellen

1. Vervangende kracht: Vervang de kracht (f) in de werkvergelijking door (m x a).

2. Vervangafstand: Uit de versnellingsvergelijking kunnen we op afstand oplossen:d =(v² - v₀²) / 2A. Vervang dit in de werkvergelijking.

3. Vereenvoudig: Na vervanging en vereenvoudiging komen we aan de kinetische energievergelijking:

* werk (w) =1/2 * m * v²

De 0,5 komt voort uit de relatie tussen versnelling en snelheid, en het feit dat werk over een afstand wordt gedaan.

In wezen vertegenwoordigt de 0,5 -factor de gemiddelde snelheid van een object dat versnelt van rust naar een uiteindelijke snelheid.

Laat het me weten als je een meer gedetailleerde wiskundige afleiding wilt!