พลังงานจลน์ของวัตถุขึ้นอยู่กับอะไรบ้าง
โดย :
สาขาวิทยาศาสตร์ภาคบังคับ
เมื่อ :
วันพุธ, 27 กุมภาพันธ์ 2562
พลังงานจลน์ของวัตถุขึ้นอยู่กับอะไรบ้าง
ตัวอย่างการจัดกิจกรรมการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ เพื่อให้นักเรียนศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อพลังงานจลน์ของวัตถุ ได้แก่ มวล และอัตราเร็วของวัตถุ
หัวเรื่อง และคำสำคัญ
ปฏิบัติการวิทย์, พลังงานจลน์, พลังงาน, kinetic energy
ลิขสิทธิ์
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.)
สาขาวิชา/กลุ่มสาระวิชา
วิทยาศาสตร์ทั่วไป
ดูเพิ่มเติม
คุณอาจจะสนใจ
Hits
วีดิทัศน์เกร็ดประวัตินักคณิตศาสตร์ ประกอบหนังสือเรียนคณิตศาสตร์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 เล่ม 1
Hits
วีดิทัศน์ชุด “สนุกคิดคณิตศาสตร์” ตอน การเขียนทศนิยมในรูปเศษส่วน และการเขียนเศษส่วนในรูปทศนิยม เป็นส ...
Hits
วีดิทัศน์ชุด “สนุกคิดคณิตศาสตร์” ตอน การหารทศนิยม (เมื่อตัวหารเป็นจำนวนนับ) และโจทย์ปัญหา เป็นสื่อว ...
พลังงานจลน์ (Kinetic Energy) คือพลังงานที่เกิดกับวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ เช่น รถยนต์กำลังแล่น เครื่องบินกำลังบิน พัดลมกำลังหมุน น้ำกำลังไหลหรือน้ำตกจากหน้าผา ธนูที่พุ่งออกจากคันศร จักรยานที่กำลังเคลื่อนที่ เป็นต้น จึงกล่าวได้ว่า พลังงานจลน์ ล้วนเป็นพลังงานกลที่สามารถเปลี่ยนรูปกลับไป กลับมาได้ "วัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ล้วนมีพลังงานจลน์ทั้งสิ้น ปริมาณพลังงานจลน์ในวัตถุจะมีมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับมวลและความเร็วของวัตถุนั้น" ถ้าวัตถุมีการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงจะมีพลังงานจลน์มาก แต่ถ้าเคลื่อที่เท่ากันวัตถุที่มีมวลมากกว่าจะมีพลังงานจลน์มากกว่า
พลังงานจลน์ เป็นพลังงานที่สะสมอยู่ในวัตถุจากอัตราเร็วของวัตถุขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ของวัตถุ ใช้สัญลักษณ์ (Ek) หาพลังงานจลน์ได้จากปริมาณงานที่ทำได้ทั้งหมด ของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ไปทำงานอย่างหนึ่ง จนกระทั่งวัตถุหยุดนิ่ง
จากนิยามเขียนเป็นสมการได้ว่า Ek = 1/2 mv2
หากมีแรง F กระทำต่อวัตถุ จนขนาดของความเร็วของวัตถุเปลี่ยนไป ทำให้พลังงานจลน์ของวัตถุเปลี่ยนไปจากเดิม พบว่างานที่แรงนั้นกระทำต่อวัตถุมีค่าเท่ากับพลังงานจลน์ของวัตถุที่เปลี่ยนไป
หรือ W = Ek2 - Ek1 เรียกคำกล่าวนี้ว่า หลักของงาน-พลังงานจลน์
พลังงานจลน์ของวัตถุขึ้นอยู่กับสองตัวแปร ได้แก่ มวล(m) และความเร็ว(v) ของวัตถุ ซึ่งสมการสำหรับคำนวณหาพลังงานจลน์ของวัตถุนั้น สามารถพิสูจน์ได้จาก
สมการการเคลื่อนที่ของวัตถุซึ่งเคลื่อนที่แบบมีความเร่ง ดังนี้ เมื่อมีแรงภายนอกกระทำกับวัตถุ ทำให้วัถตุเคลื่อนที่แบบมีความเร่ง
== การหาค่าพลังงานจลน์ == สามารถหาค่าได้จากสูตรต่อไปนี้
เมื่อ
- Ek = พลังงานจลน์ มีหน่วยเป็นจูล (J)
- m = มวลของวัตถุ มีหน่วยเป็นกิโลกรัม (kg)
- v = อัตราเร็วของวัตถุ มีหน่วยเป็นเมตรต่อวินาที (m/s)
แต่ว่าพลังงานจลน์นี้จะน้อยลงไปเรื่อยๆหากพลังงานศักย์เพิ่มขึ้นเมื่อโยนวัตถุหนึ่ง
วัตถุนั้นจะเริ่มเก็บพลังงานศักย์ไปเรื่อยๆ แต่เมื่อวัตถุนั้นตกลงมาวัตถุมีการใช้พลังงานศักย์โดยเปลี่ยนรูปพลังงานศักย์เป็นพลังงานจลน์ในการตกลงมาของวัตถุ
ตัวอย่าง รถยนต์คันหนึ่งมวล 1,500 กิโลกรัม เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 72 กิโลเมตรต่อชั่วโมง จงหาพลังงานจลน์ของรถยนต์
วิธีทำ จากสูตร
แทนค่า Ek = ½×1500 kg×(20 m/s)²
∴ พลังงานจลน์ของรถยนต์มีค่า 300 กิโลจูล
ตอบ พลังงานจลน์ของรถยนต์ เท่ากับ 300 กิโลจูล
พลังงานจลน์ เป็นพลังงานที่เกิดขึ้นขณะวัตถุกำลังเคลื่อนที่เนื่องจากมีแรงมากระทำต่อวัตถุและมีค่าเปลี่ยนแปลงตามอัตราเร็วของวัตถุ เคลื่อนที่ ได้แก่ - พลังงานลม ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของอนุภาคอากาศเป็นสภาพของลมพัด - พลังงานคลื่น คลื่นในทะเล และมหาสมุทร ปกติเกิดจากลม ในบางครั้งเกิดจากการเคลื่อนไหวของเปลือกโลก - พลังงานน้ำ ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของอนุภาคน้ำ - พลังงานเสียง ทำให้อนุภาคของอากาศเคลื่อนที่เป็นส่วนอัด ส่วนขยาย ความถี่ของส่วนอัดและส่วนขยายที่เกิดขึ้นมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความดังและลักษณะเสียงจาก
นิยามการเกิดพลังงานจลน์ คือ
"งานที่วัตถุเคลื่อนที่แปรผันตรงกับกำลังสองของอัตราเร็วและมวลของวัตถุเคลื่อนที่
พลังงานจลน์ของการหมุน ในการหมุนของวัตถุรูปแผ่นกลมรอบแกนๆ ทุกส่วนของวัตถุย่อมเคลื่อนที่เป็นวงกลมวนรอบแกนหมุนด้วยความเร็วเชิงมุมค่าเดียวกัน แต่อัตราเร็วเชิงเส้นซึ่งอยู่ในแนวเส้นตั้งฉากกับรัศมีไม่เท่ากัน เพราะจะขึ้นกับระยะทางที่ส่วนนั้นๆ ห่างจากแกนมุม พลังงานจลน์ มีวัตถุมวล m ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว v จะมีพลังงานจลน์ สำหรับวัตถุที่มีการหมุน พิจารณาจากมวลย่อยที่ประกอบขึ้นเป็นวัตถุ แต่ละมวลย่อยมีการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่างๆ กันขึ้นอยู่กับระยะทางที่มวลย่อยอยู่ห่างจากแกนหมุน นั่นคือ แต่ละมวลมีพลังงานจลน์ต่างกัน พลังงานจลน์รวมของทุกมวลย่อยที่ประกอบขึ้นเป็นวัตถุนั้น จะเป็นพลังงานจลน์ของวัตถุเนื่องจากการหมุน
//www.krusarawut.net/wp/?p=16583