Cómo calcular la energía cinética

Hay dos formas de energía relacionadas con el movimiento de un cuerpo: energía potencial y energía cinética. El primero es aquel poseído por un objeto en relación con la posición de un segundo objeto. Por ejemplo, cuando estás en la cima de una colina, tendrás mucha más energía potencial disponible que cuando estés a tus pies. El segundo, sin embargo, es aquel poseído por un cuerpo o un objeto cuando está en movimiento. La energía cinética puede ser impresa por una vibración, una rotación o una traslación (movimiento de un cuerpo de un punto a otro). La determinación de la energía cinética que posee cualquier cuerpo es muy simple y se puede hacer usando la ecuación que relaciona la masa y la velocidad de ese cuerpo.

Parte 1

Comprender la energía cinética
1
Conozca la fórmula para calcular la energía cinética. La ecuación para el cálculo de la energía cinética (KE) es la siguiente: KE = 0.5 x mv2. En esta fórmula m representa la masa del cuerpo en cuestión, que es la cantidad de materia que lo constituye, mientras que v es la velocidad a la que se mueve o, en otras palabras, la velocidad con la que cambia su posición.
  • La solución a su problema siempre debe expresarse en joule (J), la unidad de medida estándar para medir la energía cinética. Un joule, dimensionalmente, se representa de la siguiente manera: kg * m2/ s2.
  • 2
    Determine la masa del objeto. Si está tratando con la resolución de un problema en el que no se conoce la masa del cuerpo en cuestión, debe determinar este tamaño por sí mismo. Puedes hacer esto simplemente pesando el objeto en cuestión con una escala normal. Recuerde que la masa es una cantidad expresada en kilogramos (kg).
  • Tare las escalas. Antes de pesar el objeto, debe calibrar la escala a 0. Cero la escala de una escala significa "calibrar" el dispositivo.
  • Coloque el objeto a pesar en la bandeja de la balanza. Colóquelo suavemente sobre la balanza y tome nota de su peso expresándolo en kilogramos (kg).
  • Si es necesario, proceda a conversión de gramos en kilogramos. Para realizar el cálculo final, la masa debe obligatoriamente expresarse en kilogramos.
  • 3
    Calcula la velocidad a la que se mueve el objeto. A menudo, estos datos serán proporcionados por el texto del problema. Si no, puedes calcular la velocidad de un objeto utilizando la distancia recorrida y el tiempo necesario para cubrir este espacio. La unidad de medida por la cual se expresa la velocidad es metros por segundo (m / s).
  • La velocidad está definida por la siguiente ecuación: V = d / t. La velocidad es una cantidad vectorial, lo que significa que tiene una intensidad y una dirección. Intensidad es el valor que cuantifica la velocidad de desplazamiento, mientras que la dirección indica la dirección en la que tiene lugar la aceleración.
  • Por ejemplo, un objeto puede moverse a una velocidad de 80 m / s o -80 m / s, dependiendo de la dirección asumida por el movimiento.
  • Para calcular la velocidad, simplemente divida la distancia recorrida por el objeto por el tiempo que lleva recorrerlo.
  • Parte 2

    Calcule la energía cinética
    1
    Escribe la ecuación correspondiente. La ecuación para el cálculo de la energía cinética (KE) es la siguiente: KE = 0.5 x mv2. En esta fórmula m representa la masa del cuerpo en cuestión, que es la cantidad de materia que lo constituye, mientras que v es la velocidad a la que se mueve o, en otras palabras, la velocidad con la que cambia su posición.
    • La solución a su problema siempre debe expresarse en joule (J), la unidad de medida estándar para medir la energía cinética. Un joule, dimensionalmente, se representa de la siguiente manera: kg * m2/ s2.
  • 2
    Ingrese los valores de masa y velocidad dentro de la fórmula. Si no conoce los valores de masa y velocidad del objeto que está estudiando, debe calcularlos. En nuestro caso, planteamos la hipótesis de conocer estos dos valores y resolver el siguiente problema: Determine la energía cinética de una mujer de 55 kg corriendo a una velocidad de 3.87 m / s. Como conocemos tanto la masa como la velocidad con la que la mujer se mueve, podemos proceder a calcular la energía cinética usando la fórmula y los valores conocidos:
  • KE = 0.5 x mv2
  • KE = 0.5 x 55 x (3.87)2
  • 3
    Resuelve la ecuación Después de ingresar los valores conocidos de masa y velocidad en la fórmula, puede proceder a calcular la energía cinética (KE). Ajusta la velocidad, luego multiplica el resultado obtenido para todas las demás variables en juego. Recuerde que la solución al problema debe expresarse en joule (J).
  • KE = 0.5 x 55 x (3.87)2
  • KE = 0.5 x 55 x 14.97
  • KE = 411.675 J
  • Parte 3

    Use la energía cinética para calcular la velocidad y la masa
    1
    Escribe la fórmula para usar. La ecuación para el cálculo de la energía cinética (KE) es la siguiente: KE = 0.5 x mv2. En esta fórmula m representa la masa del cuerpo en cuestión, que es la cantidad de materia que lo constituye, mientras que v es la velocidad a la que se mueve o, en otras palabras, la velocidad con la que cambia su posición.
    • La solución a su problema siempre debe expresarse en joule (J), la unidad de medida estándar para medir la energía cinética. Un joule, dimensionalmente, se representa de la siguiente manera: kg * m2/ s2.
  • 2
    Reemplace los valores de las variables conocidas. Al resolver algunos problemas, se pueden conocer los valores de energía cinética y masa o energía cinética y velocidad. El primer paso para resolver el problema consiste en insertar todos los valores de las variables ya conocidas en la fórmula.
  • Ejemplo 1. ¿Cuál es la velocidad a la que un objeto tiene una masa de 30 kg y una energía cinética de 500 J?
  • KE = 0.5 x mv2
  • 500 J = 0.5 x 30 x v2
  • Ejemplo 2. ¿Cuál es la masa de un objeto que se mueve a una velocidad de 5 m / s con una energía cinética de 100 J?
  • KE = 0.5 x mv2
  • 100 J = 0.5 x m x 52
  • 3
    Establezca la ecuación para resolverla en función de la variable desconocida. Para hacer esto, utilice las nociones de álgebra al restablecer la ecuación en cuestión, de modo que las variables conocidas estén todas dentro del mismo miembro.
  • Ejemplo 1. ¿Cuál es la velocidad a la que un objeto tiene una masa de 30 kg y una energía cinética de 500 J?
  • KE = 0.5 x mv2
  • 500 J = 0.5 x 30 x v2
  • Multiplique la masa por el coeficiente 0.5: 0.5 x 30 = 15
  • Divida la energía cinética por el resultado obtenido: 500/15 = 33.33
  • Calcula la raíz cuadrada para obtener la velocidad: 5.7 m / s
  • Ejemplo 2. ¿Cuál es la masa de un objeto que se mueve a una velocidad de 5 m / s con una energía cinética de 100 J?
  • KE = 0.5 x mv2
  • 100 J = 0.5 x m x 52
  • Calcula el cuadrado de la velocidad: 52 = 25
  • Multiplique el resultado obtenido por el coeficiente 0.5: 0.5 x 25 = 12.5
  • Divida la energía cinética por el resultado obtenido: 100 / 12.5 = 8 kg
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