kinetická energie dopadů asteroidů na zemi
kinetická energie (z věd, 6.vydání., Trefil a Hazen)
Přemýšlejte o dělové kouli létající vzduchem. Když zasáhne dřevěný terč, koule vyvíjí sílu na vlákna ve dřevě, tříští je a tlačí je od sebe a vytváří díru. Práce je třeba udělat, aby se ta díra; vlákna mají být přesunuty stranou, což znamená, že musí být síla působící přes vzdálenost se pohybují. Když dělová koule zasáhne dřevo, funguje to, a tak dělová koule za letu má zjevně schopnost dělat práci—to znamená, že má energii-díky svému pohybu. Tato energie pohybu je to, čemu říkáme kinetická energie.
V přírodě najdete nespočet příkladů kinetické energie. Velryba pohybující se vodou, pták létající a dravec chytající svou kořist mají kinetickou energii. Stejně tak rychlé auto, létající Frisbee, padající list, a cokoli jiného, co se pohybuje.
naše intuice nám říká, že množství kinetické energie obsažené v jakémkoli pohyblivém objektu řídí dva faktory. První, těžší objekty, které se pohybují, mají více kinetické energie, než lehčí: bowlingové koule cestování 10 m/s (velmi rychlý sprint) nese mnohem více kinetické energie, než golfový míček cestování ve stejné rychlosti. Ve skutečnosti je kinetická energie přímo úměrná hmotnosti: pokud zdvojnásobíte hmotnost, zdvojnásobíte kinetickou energii.
za druhé, čím rychleji se něco pohybuje, tím větší je síla, kterou je schopen vyvinout, a tím větší energie má. Vysokorychlostní kolize způsobuje mnohem větší škody než blatník na parkovišti. Ukazuje se, že kinetická energie objektu se zvyšuje jako čtverec jeho rychlosti. Auto pohybující se 40 mph má čtyřikrát tolik kinetické energie než jeden pohybující se 20 mph, zatímco na 60 mph auto nese devětkrát tolik kinetické energie jako na 20 mph. Mírné zvýšení rychlosti tak může způsobit velké zvýšení kinetické energie.
tyto myšlenky jsou kombinovány v rovnici pro kinetickou energii.
slovy: kinetická energie se rovná hmotnosti pohybujícího se objektu krát druhou mocninou rychlosti objektu (v2).
ve tvaru rovnice: kinetická energie (jouly) = 1/2 x hmotnost (kg) x velocity2 (m/s)
V symboly: KE = 1/2 x m x v2,
Příklady: Bowlingové Koule a Míčky, Co je kinetická energie 4-kg (asi 8-lb) bowlingové koule valící se bowlingovou dráhu na 10 m/s (22 km / h)?
Porovnejte tuto energii s energií 250 gramů (asi půl libry) baseballu, který cestuje 50 m/s (téměř 110 mph). Který objekt by více ublížil, kdyby vás zasáhl(tj. který objekt má větší kinetickou energii)?
zdůvodnění: musíme nahradit čísla do rovnice pro kinetickou energii.
řešení: Pro 4 kg kouli rychlostí 10 m/s:
kinetická energie (jouly) = 1/2 x hmotnost (kg) x 2
=1/2 x 4 kg x (10 m/s)2 = 1/2 x 4 kg x 100m2/s2 = 200 kg m2/s2.
Všimněte si, že: 200 kg-m2/s2 = 200 (kg m/s2) x m = 200 N x m = 200 joulů,
Pro 250-g baseball rychlostí 50 m/s:
kinetická energie (jouly) = 1/2 x hmotnost (kg) x 2
gram je tisícina kilogramu, takže 250 gramů = 0,25 kg:
kinetická energie (jouly) = 1/2 x 0,25 kg x 2500 m2/s2 = 312.5 kg m2/s2 = 312.5 joulů
přestože je bowlingová koule mnohem masivnější než baseball, tvrdý baseball nese více kinetické energie než typická bowlingová koule kvůli své vysoké rychlosti.
>
dopad asteroidů na Zemi:
vše ve sluneční soustavě obchází slunce. Tyto cesty kolem Slunce se nazývají oběžné dráhy. Oběžná dráha je jemná rovnováha mezi dopředným pohybem obíhajícího těla a gravitační přitažlivostí mezi Sluncem a obíhajícím tělem.
vzhledem k gravitační přitažlivosti mezi a mezi všemi oběžnými tělesy ve sluneční soustavě nejsou žádné dvě oběžné dráhy stejné. Tyto malé rozdíly na oběžné dráze příliš neovlivňují velké planety, ale malá těla obíhající kolem Slunce-jako asteroidy-mohou být silně ovlivněna. Asteroidy-zabalené relativně blízko sebe v pásu asteroidů-se mohou navzájem srazit nebo se pasou kolem sebe, jak se jejich oběžné dráhy v průběhu času mění. To může v důsledku nárazu asteroidu nebo poskakování z Jeho předchozí oběžnou dráhu a mění na jinou oběžnou dráhu, která se nazývá Země-křížení.’Níže uvedený diagram ukazuje typickou oběžnou dráhu Země pro asteroid. Slunce je zobrazeno červeně, země zeleně a asteroid žlutě. Poznámka-tento diagram a velikosti objektů nejsou ve správném měřítku.
také na tomto obrázku nejsou pro jednoduchost zahrnuty objekty jako Merkur, Venuše, Mars a asteroidy.
jak vidíte, jak země a asteroid obíhají kolem Slunce, existuje určitá šance, že jednoho dne mohou být na stejném místě ve stejnou dobu, a tak může dojít k energetické kolizi.
typická rychlost asteroidu na oběžné dráze Země a v blízkosti Země je asi 20 km / s. rovnice kinetické energie říká, že ke = 1/2 m x v2. Kvadratura rychlosti dělá velké číslo jako 20 km / s mnohem, mnohem větší.
budeme zvažovat, co se stalo v Alabamě během věku dinosaurů (konkrétně asi před 83 miliony let), když asteroid o průměru 380 m zasáhl centrální Alabamu. K této události došlo asi 20 km severně od Montgomery v Alabamě, poblíž města Wetumpka. Ty by měly jít na tento odkaz se dozvíte více o této akci, než pokračování této laboratoř: Klikněte Sem
Když jste hotovi čtení tohoto on-line článek na Encyklopedii Alabama webové stránky, budete připraveni dělat sběr dat činnosti v laboratoři knihu. Přečtěte si a prostudujte si výše uvedený článek, protože bude zahrnut (spolu s výše uvedeným materiálem) ve vašem laboratorním kvízu.