kinetisk energi af asteroide påvirkninger på jorden
kinetisk energi (fra videnskaberne, 6.udgave. tænk på en kanonkugle, der flyver gennem luften. Når den rammer et træmål, udøver bolden en kraft på fibrene i træet, splinter og skubber dem fra hinanden og skaber et hul. Der skal arbejdes for at fremstille dette hul; fibre skal flyttes til side, hvilket betyder, at der skal udøves en kraft over den afstand, de bevæger sig. Når kanonkuglen rammer træet, fungerer den, og derfor har en kanonkugle under flyvning helt klart evnen til at udføre arbejde—det vil sige, den har energi—på grund af dens bevægelse. Denne bevægelsesenergi er det, vi kalder kinetisk energi.
Du kan finde utallige eksempler på kinetisk energi i naturen. En hval, der bevæger sig gennem vand, en fugl, der flyver, og et rovdyr, der fanger sit bytte, har alle kinetisk energi. Så gør en hurtig bil, en flyvende Frisbee, et faldende blad og alt andet, der bevæger sig.
vores intuition fortæller os, at to faktorer styrer mængden af kinetisk energi indeholdt i ethvert bevægeligt objekt. For det første har tungere genstande, der bevæger sig, mere kinetisk energi end lettere: en kuglebold, der kører 10 m/s (en meget hurtig sprint), bærer meget mere kinetisk energi end en golfbold, der kører med samme hastighed. Faktisk er kinetisk energi direkte proportional med massen: hvis du fordobler massen, fordobler du den kinetiske energi.
for det andet, jo hurtigere noget bevæger sig, jo større kraft er det i stand til at udøve, og jo større energi det besidder. En højhastighedskollision forårsager meget mere skade end en fenderbender på en parkeringsplads. Det viser sig, at et objekts kinetiske energi stiger som kvadratet af dets hastighed. En bil bevæger sig 40 mph har fire gange så meget kinetisk energi som en bevægelse 20 mph, mens ved 60 mph en bil bærer ni gange så meget kinetisk energi som ved 20 mph. Således kan en beskeden stigning i hastighed forårsage en stor stigning i kinetisk energi.
disse ideer kombineres i ligningen for kinetisk energi.
i ord: kinetisk energi er lig med massen af det bevægelige objekt gange kvadratet af objektets hastighed (v2).
i ligningsform: kinetisk energi (joules) = 1/2 vægt (kg) hastighed2 (m/s)
i symboler: KE = 1/2 m v2
eksempler: Boldkugler og Baseballs Hvad er den kinetiske energi af en 4 kg (ca. 8 lb) boldkugle, der ruller ned ad en boldbane ved 10 m/s (ca. 22 mph)?
sammenlign denne energi med en 250 gram (ca.et halvt pund) baseball, der rejser 50 m/s (næsten 110 mph). Hvilket objekt ville skade mere, hvis det ramte dig (dvs. hvilket objekt har den større kinetiske energi)?
ræsonnement: vi er nødt til at erstatte tal i ligningen for kinetisk energi.
opløsning: For 4 kg bold, der kører ved 10 m/s:
kinetisk energi (joules) = 1/2 vægt (kg) 2
=1/2 4 kg (10 m/s)2 = 1/2 4 kg 100m2/s2 = 200 kg-m2/s2.
Bemærk, at: 200 kg-m2/s2 = 200 (kg-m/s2) * m = 200 N * M = 200 joules
for 250 g baseball, der rejser ved 50 m/s:
kinetisk energi (joules) = 1/2 * masse (kg) * 2
et gram er en tusindedel af et kilogram, så 250 g = 0,25 kg:
kinetisk energi (Joules) = 1/2 * 0,25 kg * 2500 m2/S2 = 312,5 kg-m2 / S2 = 312.5 joules
selvom bolden er meget mere massiv end baseball, bærer en hårdt ramt baseball mere kinetisk energi end en typisk bold på grund af sin høje hastighed.
>
asteroide påvirkninger på jorden:
alt i solsystemet går rundt om Solen. Disse stier omkring Solen kaldes baner. En bane er en delikat balance mellem den forreste bevægelse af den kredsende krop og gravitationsattraktionen mellem Solen og den kredsende krop.
på grund af gravitationsattraktionen mellem og blandt alle kredsløbskroppe i solsystemet er der ikke to baner, der er ens. Disse små forskelle i kredsløb påvirker ikke store planeter meget, men små kroppe, der kredser om de sollignende asteroider – kan blive stærkt påvirket. Asteroider-pakket relativt tæt på hinanden i asteroidebæltet – kan kollidere med hinanden eller græsse forbi hinanden, når deres baner skifter over tid. Dette kan resultere i, at en asteroide støder eller hopper ud af sin tidligere bane og ændrer sig til en anden bane, der kaldes ‘Earth-crossing. Diagrammet nedenfor viser en typisk jordkrydsende bane for en asteroide. Solen er vist i rødt, jorden i grønt og asteroiden i gult. BEMÆRK – Dette diagram og objektstørrelserne er ikke i korrekt skala.
også i denne figur er objekter som kviksølv, Venus, Mars og asteroiderne ikke inkluderet for enkelhed.
som du kan se, når jorden og asteroiden går rundt om Solen, er der en chance for, at de kan være på samme sted på samme tid en dag, og dermed kan en energisk kollision finde sted.
den typiske hastighed af en asteroide i en jordkrydsende kredsløb og i nærheden af jorden er omkring 20 km/sek. den kinetiske energi ligning siger, at KE = 1/2 m v2. Kvadrering af hastigheden gør et stort antal som 20 km / sek meget, meget større.
Vi vil overveje, hvad der skete i Alabama i dinosaurernes alder (specifikt omkring 83 millioner år siden), da en asteroide omkring 380 m i diameter ramte det centrale Alabama. Denne begivenhed fandt sted omkring 20 km nord for Montgomery, Alabama, nær byen Vådumpka. Du bør gå til dette link for at læse mere om denne begivenhed, før du fortsætter dette laboratorium: Klik her
Når du er færdig med at læse denne online artikel på Encyclopedia of Alabama hjemmeside, vil du være klar til at gøre dataindsamling aktivitet i din lab bog. Læs og studer artiklen ovenfor, fordi den vil blive dækket (sammen med materialet ovenfor) på din laboratorieprøve.