พลังงานจลน์
พลังงานจลน์ (kinetic energy) เป็นพลังงานของวัตถุขณะที่วัตถุเคลื่อนที่
ปัจจัยที่มีผลต่อพลังงานจลน์ คือ
1. มวลของวัตถุ
วัตถุที่มีค่าของมวลมากจะมีพลังงานจลน์มาก
2. ความเร็วในการเคลื่อนที่ของวัตถุ
วัตถุที่เคลื่อนที่ ด้วยความเร็วสูงจะมีพลังงานจลน์มากด้วย
ถ้าเรากำหนดให้ Ek แทนพลังงานจลน์
สามารถเขียนความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานจลน์ของวัตถุกับมวลและความเร็วของ
วัตถุได้ดังนี้
m = มวลของวัตถุ
(กิโลกรัม)
v = ความเร็วของวัตถุ
(เมตร/วินาที)
Ek = พลังงานจลน์ของวัตถุ
(จูล)
ตัวอย่างที่ 1 รถยนต์คันหนึ่งมวล 1,500 กิโลกรัม เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 72 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
จงหาพลังงานจลน์ของรถยนต์
วิธีทำ
จากสูตร
ตัวอย่างที่ 2 นักกีฬากระโดดน้ำมวล 50
กิโลกรัม กระโดดลงสู่ผิวน้ำด้วยความเร็ว 10 เมตรต่อวินาที
จงหาพลังงานจลน์จากการเคลื่อนที่ของนักกีฬา
วิธีทำ
ในชีวิตประจำวันเรามีความคุ้นเคยกับผลที่เกิดจากพลังงานจลน์เสมอ
เช่น พลังงานจลน์จากการตกของลูกตุ้มเหล็กที่ติดตั้งอยู่กับปั้นจั่นจะช่วยในการ
ตอกเสาเข็ม ซึ่งเป็นฐานรากของการก่อสร้างอาคารต่างๆ
พลังงานจลน์ของน้ำที่ไหลตกจากที่สูงกระทบกังหันน้ำให้หมุนช่วยในการ
ผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อใช้ประโยชน์อย่างกว้างขวาง การหล่นของผลไม้จากต้น
อธิบายได้ว่าผลไม้ที่หล่นจากที่สูงกว่าจะกระทบกับพื้นด้วยความเร็วมากกว่าผล
ไม้ที่หล่นจากที่ต่ำ
ทั้งพลังงานศักย์และพลังงานจลน์เป็นพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่
ของวัตถุ ผลรวมของพลังงานศักย์และพลังงานจลน์ของวัตถุเรียกว่า พลังงาน กล (mechanical
energy) การเปลี่ยนรูปกลับไปกลับมาระหว่างพลังงานศักย์โน้มถ่วงและพลังงานจลน์
ทำให้เกิดสมดุลของพลังงานดังนี้
ขณะวัตถุอยู่ในตำแหน่งสูงสุด
วัตถุจะหยุดนิ่ง พลังงานศักย์โน้มถ่วงจะมีค่าสูงสุด
ส่วนพลังงานจลน์จะมีค่าต่ำสุดคือเท่ากับศูนย์ เมื่อวัตถุเริ่มเคลื่อนที่
พลังงานศักย์โน้มถ่วงจะเริ่มลดลง
เนื่องจากพลังงานศักย์โน้มถ่วงเปลี่ยนไปเป็นพลังงานจลน์
และขณะวัตถุเคลื่อนที่ต่ำลงมาจนถึงพื้น พลังงานจลน์กลับมีค่าสูงสุด
ส่วนพลังงานศักย์โน้มถ่วงมีค่าต่ำสุดคือเท่ากับศูนย์
เนื่องจากพลังงานศักย์โน้มถ่วงทั้งหมดเปลี่ยนไปเป็นพลังงานจลน์นั่นเอง
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น