Fysik

Udledning af formel for kinetisk energi

23. maj 2011 af Aarhusdk (Slettet) - Niveau: B-niveau

Hej.

Jeg har fået til opgave at begrunde formlen for kinetisk energi

Ekin = ½m * v2

Men jeg kan ikke se, hvordan jeg skal gøre. Jeg gætter på, at man skal bruge Newtons 2. lov til et eller andet:

Fres = m * a

Jeg kan ikke lave noget øvelse, der påviser formlen, så det skal være rent matematik, det skal vises.

På forhånd tak.


Brugbart svar (2)

Svar #1
23. maj 2011 af Lurch (Slettet)

 Prøv at overvej hvor meget energi der kræves for at accelerere et legeme fra hvile til en hastighed på v.

To tips:

1) Husk at det arbejde/energi er givet ved A = F*s,

hvor s er den parallelle strækning tilbagelagt under påvirkningen af kraften F.

2) Sammenhængen mellem den tilbagelagte strækning, ændring i hastighed og acceleration er givet ved

2*a*(s-s0) = v^2 - v0^2

hvor 0'erne markerer startværdierne.


Brugbart svar (2)

Svar #2
23. maj 2011 af mathon

hvor
                      a = F/m       og    vo = 0     og     Δs = (s-so)

                      2·(F/m)·Δs = v2

                      (2/m)·(F·Δs) = v2                          F·Δs = A = Ekin


Svar #3
24. maj 2011 af Aarhusdk (Slettet)

Som Lurch siger, så er sammenhængden:

2·(F/m)·Δs = v2

Er det bare sådan, det er? Eller er der nogen grund til, at venstre side er ganget med 2?


Brugbart svar (1)

Svar #4
24. maj 2011 af Lurch (Slettet)

 Det er der en grund til :)

Udtrykket

2*a*(s-s0) = v^2 - v0^2

opnås ved at eliminere tiden i de kinematiske ligninger

s(t) = 1/2 * a *t^2 + v0*t + s0

og

v(t) = a*t + v0


Svar #5
24. maj 2011 af Aarhusdk (Slettet)

Er meningen så, at man skal sætte de to ligninger lig med hinanden og isolere t?


Brugbart svar (1)

Svar #6
24. maj 2011 af Lurch (Slettet)

 Nej, pointen er at du vil af med t. Det gør du ved at isolere t i den ene ligning

t = (v - v0)/a

og sætte udtrykket for t ind i den anden.

s = 1/2 * a *t^2 + v0*t + s0.

Så får du

s = 1/2 * a *( (v - v0)/a )^2 + v0*( (v - v0)/a ) + s0 

og så skal der bare reduceres


Svar #7
24. maj 2011 af Aarhusdk (Slettet)

Arh, ja selvfølgelig. Nu har jeg fået det hele til at gå op.

Mange tak for hjælpen!


Skriv et svar til: Udledning af formel for kinetisk energi

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.