maahan kohdistuvien ASTEROIDITÖRMÄYSTEN kineettinen energia
kineettinen energia (tieteistä, 6., by Trefil and Hazen)
ajattele ilmassa lentävää tykinkuulaa. Kun pallo osuu puiseen maaliin, se kohdistaa voiman puun kuituihin, pirstaloituu ja työntää ne erilleen ja luo reiän. Tuon reiän tekemiseksi on tehtävä työtä; kuidut on siirrettävä syrjään, mikä merkitsee sitä, että niiden liikkumamatkaan on kohdistettava voima. Kun tykinkuula osuu puuhun, se toimii, ja niinpä lennossa olevalla tykinkuulalla on selvästi kyky tehdä työtä—eli sillä on energiaa—liikkeensä ansiosta. Tätä liike-energiaa kutsumme liike-energiaksi.
luonnosta löytyy lukemattomia esimerkkejä liike-energiasta. Vedessä liikkuvalla valaalla, lentävällä linnulla ja saaliinsa nappaavalla saalistajalla on kaikilla liike-energiaa. Samoin ylinopeutta ajava auto, lentävä Frisbee, putoava lehti ja kaikki muu liikkuva.
intuitiomme kertoo, että minkä tahansa liikkuvan kappaleen sisältämän liike-energian määrää säätelee kaksi tekijää. Ensinnäkin painavammilla liikkuvilla kappaleilla on enemmän liike-energiaa kuin kevyemmillä: keilapallo, joka kulkee 10 m/s (erittäin nopea pyrähdys), kantaa paljon enemmän liike-energiaa kuin samalla nopeudella kulkeva golfpallo. Itse asiassa liike-energia on suoraan verrannollinen massaan: jos massa kaksinkertaistuu, niin liike-energia kaksinkertaistuu.
toiseksi, mitä nopeammin jokin liikkuu, sitä suurempi voima sillä on ja sitä suurempi energia sillä on. Kovavauhtinen törmäys aiheuttaa paljon enemmän vahinkoa kuin peltikolari parkkipaikalla. Käy ilmi, että kappaleen liike-energia kasvaa sen nopeuden neliönä. Auto liikkuu 40 mph on neljä kertaa niin paljon liike-energiaa kuin yksi liikkuu 20 mph, kun taas 60 mph auto kuljettaa yhdeksän kertaa niin paljon liike-energiaa kuin 20 mph. Näin ollen pieni nopeuden kasvu voi aiheuttaa suuren liike-energian kasvun.
nämä ideat yhdistetään kineettisen energian yhtälössä.
sanoin: liike-energia on yhtä kuin liikkuvan kappaleen massa kertaa kyseisen kappaleen nopeuden neliö (v2).
yhtälömuodossa: kineettinen energia (joules) = 1/2 x massa (kg) x nopeus2 (m/S)
symboleissa: KE = 1/2 x m x v2
esimerkkejä: keilapallot ja Baseballs mikä on 4-kiloisen (noin 8-lb) keilapallon liike-energia, joka pyörii keilakaistaa pitkin nopeudella 10 m/s (noin 22 mph)?
vertaa tätä energiaa siihen, että 250 gramman (noin puolen kilon) pesäpallo kulkee 50 m / s (lähes 110 mph). Mikä kappale sattuisi enemmän, jos se osuisi sinuun (eli millä kappaleella on suurempi liike-energia)?
päättely: meidän on korvattava numerot kineettisen energian yhtälöön.
ratkaisu: 4 kg: n keilapallon matka 10 m/s:
kineettinen energia (joules) = 1/2 x massa (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.
huomaa, että: 200 kg-m2/S2 = 200 (kg-m/s2) x M = 200 N x M = 200 joulea
250-grammaisen pesäpallon matka 50 m/S:
kineettinen energia (joules) = 1/2 x massa (kg) x 2
gramma on tuhannesosa kilogrammaa, joten 250 g = 0,25 kg:
kineettinen energia (Joule) = 1/2 x 0, 25 kg x 2500 m2/S2 = 312, 5 kg-m2 / S2 = 312.5 joules
vaikka keilapallo on paljon massiivisempi kuin pesäpallo, kovassa iskussa oleva pesäpallo kantaa suuren nopeutensa vuoksi enemmän liike-energiaa kuin tyypillinen keilapallo.
>
asteroidi törmää maahan:
kaikki aurinkokunnassa kiertää Aurinkoa. Näitä polkuja Auringon ympäri kutsutaan kiertoradoiksi. Kiertorata on herkkä tasapaino kiertävän kappaleen eteenpäin suuntautuvan liikkeen ja auringon ja kiertävän kappaleen välisen gravitaatiovoiman välillä.
koska aurinkokunnan kaikkien kiertävien kappaleiden välillä ja niiden kesken on gravitaatiovoima, ei ole kahta samanlaista rataa. Nämä pienet erot kiertoradalla eivät vaikuta suuriin planeettoihin kovin paljon, mutta aurinkoa kiertävät pienet kappaleet – kuten asteroidit – voivat vaikuttaa voimakkaasti. Asteroidit-jotka ovat pakkautuneet suhteellisen lähelle toisiaan asteroidivyöhykkeellä-voivat törmätä toisiinsa tai hipaista toistensa ohi, kun niiden kiertoradat muuttuvat ajan myötä. Tämä voi johtaa asteroidin törmäykseen tai pomppimiseen pois aiemmalta radaltaan ja muuttumiseen toiselle radalle, jota kutsutaan ”maan ylitykseksi”.”Alla oleva kaavio näyttää asteroidille tyypillisen maan ylittävän radan. Aurinko näkyy punaisena, maa vihreänä ja asteroidi keltaisena. Huomaa-Tämä kaavio ja kohteen koot eivät ole oikeassa mittakaavassa.
tässäkään luvussa ei yksinkertaisuuden vuoksi ole mukana Merkuriuksen, Venuksen, Marsin ja asteroidien kaltaisia kohteita.
Kuten huomaatte, maan ja asteroidin kiertäessä aurinkoa on olemassa jonkinlainen mahdollisuus, että ne ovat jonain päivänä samassa paikassa samaan aikaan ja näin ollen voi tapahtua energeettinen yhteentörmäys.
asteroidin tyypillinen nopeus maan ylittävällä radalla ja maan läheisyydessä on noin 20 km / s. kineettisen energian yhtälön mukaan ke = 1/2 m x v2. Nopeuden neliöiminen tekee suuresta määrästä, kuten 20 km/s, paljon, paljon suuremman.
tarkastelemme, mitä Alabamassa tapahtui dinosaurusten aikakaudella (erityisesti noin 83 miljoonaa vuotta sitten), kun halkaisijaltaan noin 380-metrinen asteroidi törmäsi Alabaman keskiosiin. Tapaus sattui noin 20 kilometriä Alabaman Montgomerystä pohjoiseen lähellä Wetumpkan kaupunkia. Tästä linkistä voit lukea lisää tästä tapahtumasta ennen kuin jatkat tätä laboratoriota: Klikkaa tästä
Kun olet lukenut tämän Encyclopedia of Alabama-sivuston verkkoartikkelin, olet valmis tekemään tiedonkeruutoimintaa laboratoriokirjaasi. Lue ja tutki yllä olevaa artikkelia, koska se käsitellään (yhdessä yllä olevan materiaalin kanssa) laboratoriokyselyssäsi.