az aszteroida Földre gyakorolt hatásának kinetikus energiája
kinetikus energia (a tudományokból, 6. Kiadás., írta: Trefil és Hazen)
Gondolj egy ágyúgolyóra, amely a levegőben repül. Amikor eltalál egy fa célt, a labda erőt fejt ki a fa rostjaira, szétdarabolja és széttolja őket, és lyukat hoz létre. A lyuk elkészítéséhez munkát kell végezni; a szálakat félre kell helyezni, ami azt jelenti, hogy erőt kell kifejteni a megtett távolságon. Amikor az ágyúgolyó eltalálja a fát, akkor működik, és így a repülés közben lévő ágyúgolyó egyértelműen képes dolgozni—vagyis energiája van—a mozgása miatt. Ezt a mozgási energiát nevezzük kinetikus energiának.
számtalan példát találhat a kinetikus energiára a természetben. A vízben mozgó bálna, a repülő madár és a zsákmányát elfogó ragadozó mind mozgási energiával rendelkezik. Tehát egy száguldó autó, egy repülő Frizbi, egy lehulló levél, és bármi más, ami mozog.
intuíciónk azt mondja nekünk, hogy két tényező szabályozza a mozgó tárgyban lévő kinetikus energia mennyiségét. Először is, a mozgó nehezebb tárgyaknak több mozgási energiája van, mint a könnyebbeknek: a 10 m/s sebességgel haladó bowlinglabda (nagyon gyors sprint) sokkal több mozgási energiát hordoz, mint az azonos sebességgel haladó golflabda. Valójában a kinetikus energia egyenesen arányos a tömeggel: ha megduplázza a tömeget, akkor megduplázza a kinetikus energiát.
másodszor, minél gyorsabban mozog valami, annál nagyobb erőt képes kifejteni, és annál nagyobb energiával rendelkezik. A nagy sebességű ütközés sokkal több kárt okoz, mint egy parkolóban lévő sárvédő hajlító. Kiderül, hogy egy tárgy kinetikus energiája növekszik, mint a sebesség négyzete. A mozgó autó 40 mph négyszer annyi kinetikus energiával rendelkezik, mint egy mozgó 20 mph, míg a 60 mph egy autó kilencszer annyi kinetikus energiát hordoz, mint a 20 mph. Így a sebesség szerény növekedése a kinetikus energia nagy növekedését okozhatja.
ezeket az ötleteket kombinálják a kinetikus energia egyenletében.
szavakkal: a mozgási energia megegyezik a mozgó tárgy tömegével, szorozva az objektum sebességének négyzetével (v2).
egyenlet formájában: kinetikus energia (Joule) = 1/2 x Tömeg (kg) x sebesség2 (m/s)
a szimbólumok: KE = 1/2 x m x v2
példák: Bowling labdák és baseballok mi a mozgási energia egy 4 kg-os (körülbelül 8 font) bowling golyó gördülő le egy bowling pálya 10 m/s (körülbelül 22 mph)?
hasonlítsa össze ezt az energiát egy 250 grammos (körülbelül fél font) baseballéval, amely 50 m/s (majdnem 110 mph) sebességgel halad. Melyik tárgy fájna jobban, ha eltalálna (azaz melyik tárgynak van nagyobb kinetikus energiája)?
érvelés: a kinetikus energia egyenletébe számokat kell helyettesítenünk.
megoldás: A 4 kg-os tekegolyó esetében, amely 10 m/s sebességgel halad:
kinetikus energia (Joule) = 1/2 x Tömeg (kg) x 2
=1/2 x 4 kg x (10 m/s)2 = 1/2 x 4 kg x 100 m2/s2 = 200 kg-m2/s2.
vegye figyelembe, hogy: 200 kg-m2/s2 = 200 (kg-m/s2) x m = 200 N x m = 200 Joule
A 250 g-os baseball esetében, amely 50 m/s sebességgel halad:
kinetikus energia (Joule) = 1/2 x Tömeg (kg) x 2
egy gramm kilogramm ezrede, tehát 250 g = 0,25 kg:
mozgási energia (Joule) = 1/2 x 0,25 kg x 2500 m2/S2 = 312,5 kg-m2 / S2 = 312.5 joule
annak ellenére, hogy a bowling labda sokkal masszívabb, mint a baseball, a nagy sebességű baseball nagyobb mozgási energiát hordoz, mint egy tipikus bowling labda.
>
aszteroida becsapódások a földre:
a Naprendszerben minden a Nap körül megy. Ezeket a Nap körüli utakat pályáknak nevezzük. A pálya egy kényes egyensúly a keringő test előre irányuló mozgása és a nap és a keringő test közötti gravitációs vonzás között.
a naprendszer összes keringő teste közötti gravitációs vonzás miatt nincs két azonos pálya. Ezek a kis különbségek a pályán nem nagyon befolyásolják a nagy bolygókat, de a Nap körül keringő kis testek – mint az aszteroidák – erősen érintettek lehetnek. Az aszteroidák-amelyek viszonylag közel vannak egymáshoz az aszteroida övben-ütközhetnek egymással, vagy legelhetnek egymás mellett, amikor pályájuk idővel eltolódik. Ez azt eredményezheti, hogy egy aszteroida ütközik vagy visszapattan az előző pályájáról, és egy másik pályára változik, amelyet föld-átkelésnek neveznek. Az alábbi ábra egy aszteroida tipikus Föld-keresztező pályáját mutatja. A nap piros, a Föld zöld, az aszteroida pedig sárga. Megjegyzés: Ez a diagram és az objektumméretek nincsenek megfelelő méretarányban.
Ezen az ábrán az olyan objektumok, mint a Merkúr, a Vénusz, a Mars és az aszteroidák nem szerepelnek az egyszerűség kedvéért.
mint látható, ahogy a Föld és az aszteroida kering a Nap körül, van némi esély arra, hogy egy nap ugyanabban a helyen legyenek ugyanabban az időben, és így energetikai ütközés következhet be.
egy aszteroida tipikus sebessége a Föld keresztező pályáján és a Föld közelében körülbelül 20 km/sec. a kinetikus energia egyenlet azt mondja, hogy KE = 1/2 m x v2. A sebesség négyzetével nagy szám, például 20 km / sec, sokkal, sokkal nagyobb.
megvizsgáljuk, mi történt Alabamában a dinoszauruszok korában (konkrétan körülbelül 83 millió évvel ezelőtt), amikor egy körülbelül 380 m átmérőjű aszteroida megütötte Alabama központját. Ez az esemény körülbelül 20 km-re északra történt Montgomery, Alabama, Wetumpka város közelében. Mielőtt folytatná ezt a laboratóriumot, látogasson el erre a linkre, hogy többet tudjon meg erről az eseményről: kattintson ide
Ha befejezte ezt az On-line cikket az Alabama enciklopédia webhelyén, készen áll arra, hogy elvégezze az adatgyűjtési tevékenységet a laboratóriumi könyvében. Kérjük, olvassa el és tanulmányozza a fenti cikket, mert (a fenti anyaggal együtt) a laboratóriumi kvízen lesz.