energia cinetică a impactului asteroidului asupra pământului
energia cinetică (din științe, ediția a 6-a., de Trefil și Hazen)
gândiți-vă la o ghiulea care zboară prin aer. Când lovește o țintă de lemn, mingea exercită o forță asupra fibrelor din lemn, împrăștiindu-le și împingându-le în afară și creând o gaură. Trebuie făcută muncă pentru a face acea gaură; fibrele trebuie mutate deoparte, ceea ce înseamnă că trebuie exercitată o forță pe distanța pe care o mișcă. Când ghiulea lovește lemnul, funcționează și astfel o ghiulea în zbor are în mod clar capacitatea de a lucra—adică are energie—datorită mișcării sale. Această energie a mișcării este ceea ce numim energie cinetică.
puteți găsi nenumărate exemple de energie cinetică în natură. O balenă care se mișcă prin apă, o pasăre care zboară și un prădător care își prinde prada, toate au energie cinetică. La fel și o mașină cu viteză, un Frisbee zburător, o frunză care cade și orice altceva care se mișcă.
intuiția noastră ne spune că doi factori guvernează cantitatea de energie cinetică conținută în orice obiect în mișcare. În primul rând, obiectele mai grele care se mișcă au mai multă energie cinetică decât cele mai ușoare: o minge de bowling care călătorește cu 10 m/s (un sprint foarte rapid) poartă mult mai multă energie cinetică decât o minge de golf care călătorește cu aceeași viteză. De fapt, energia cinetică este direct proporțională cu masa: dacă dublezi masa, atunci dublezi energia cinetică. în al doilea rând, cu cât ceva se mișcă mai repede, cu atât este mai mare forța pe care este capabil să o exercite și cu atât mai mare este energia pe care o posedă. O coliziune de mare viteză provoacă mult mai multe daune decât un bender bender într-o parcare. Se pare că energia cinetică a unui obiect crește pe măsură ce pătratul vitezei sale. O mașină în mișcare de 40 mph are de patru ori mai multă energie cinetică decât una în mișcare de 20 mph, în timp ce la 60 mph o mașină transportă de nouă ori mai multă energie cinetică decât la 20 mph. Astfel, o creștere modestă a vitezei poate provoca o creștere mare a energiei cinetice.
aceste idei sunt combinate în ecuația energiei cinetice.
în cuvinte: energia cinetică este egală cu masa obiectului în mișcare ori pătratul vitezei acelui obiect (v2).
în formă de ecuație: energie cinetică (jouli) = 1/2 x masă (kg) x viteză2 (m/s)
în simboluri: KE = 1/2 x m x v2
Exemple: mingi de Bowling și mingi de baseball care este energia cinetică a unei mingi de bowling de 4 kg (aproximativ 8 lb) care se rostogolește pe o pistă de bowling la 10 m/s (aproximativ 22 mph)?
comparați această energie cu cea a unui baseball de 250 de grame (aproximativ jumătate de kilogram) care călătorește 50 m / s (aproape 110 mph). Ce obiect ar răni mai mult dacă te-ar lovi (adică, care obiect are energia cinetică mai mare)?
raționament: trebuie să înlocuim numerele în ecuație pentru energia cinetică.
soluție: Pentru bila de bowling de 4 kg care se deplasează la 10 m/s:
energie cinetică (jouli) = 1/2 x masă (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.
rețineți că: 200 kg-m2/S2 = 200 (kg-m/s2) x m = 200 N X M = 200 jouli
pentru baseball-ul de 250 g care călătorește la 50 m/s:
energie cinetică (jouli) = 1/2 x masă (kg) x 2
un gram este o miime de kilogram, deci 250 g = 0,25 kg:
energie cinetică (jouli) = 1/2 x 0,25 kg x 2500 m2/S2 = 312,5 kg-m2 / s2 = 312.5 jouli
chiar dacă mingea de bowling este mult mai masivă decât baseball-ul, o minge de baseball greu lovită poartă mai multă energie cinetică decât o minge de bowling tipică din cauza vitezei sale mari.
>
impactul asteroizilor asupra Pământului:
totul din sistemul solar se învârte în jurul Soarelui. Aceste căi în jurul Soarelui se numesc orbite. O orbită este un echilibru delicat între mișcarea înainte a corpului care orbitează și atracția gravitațională dintre Soare și corpul care orbitează. datorită atracției gravitaționale dintre și între toate corpurile care orbitează în sistemul solar, nu există două orbite identice. Aceste mici diferențe de orbită nu afectează foarte mult planetele mari, dar corpurile mici care orbitează Soarele – ca asteroizii – pot fi puternic afectate. Asteroizii-împachetați relativ aproape unul de celălalt în centura de asteroizi – se pot ciocni unul cu celălalt sau pot trece unul pe lângă celălalt pe măsură ce orbitele lor se schimbă în timp. Acest lucru poate duce la un asteroid care se lovește sau cade din orbita sa anterioară și se schimbă într-o orbită diferită care se numește ‘trecerea Pământului. Diagrama de mai jos prezintă o orbită tipică de trecere a Pământului pentru un asteroid. Soarele este prezentat în roșu, Pământul în verde și asteroidul în galben. NOTĂ-Această diagramă și dimensiunile obiectului nu sunt la scară adecvată.
de asemenea, în această figură, obiecte precum Mercur, Venus, Marte și asteroizii nu sunt incluse pentru simplitate.
după cum puteți vedea, pe măsură ce pământul și asteroidul se învârt în jurul Soarelui, există o șansă ca ei să fie în același loc la aceeași oră într-o zi și astfel poate avea loc o coliziune energetică.
viteza tipică a unui asteroid pe o orbită de trecere a Pământului și în vecinătatea Pământului este de aproximativ 20 km / sec. ecuația energiei cinetice spune că KE = 1/2 m x v2. Cuadratura viteza face un număr mare ca 20 km / sec mult, mult mai mare. vom analiza ce s-a întâmplat în Alabama în epoca dinozaurilor (în special în urmă cu aproximativ 83 de milioane de ani) când un asteroid de aproximativ 380 m în diametru a lovit centrul Alabamei. Acest eveniment a avut loc la aproximativ 20 km nord de Montgomery, Alabama, în apropierea orașului Wetumpka. Ar trebui să accesați acest link pentru a citi mai multe despre acest eveniment înainte de a continua acest laborator: Faceți clic aici
când ați terminat de citit acest articol on-line pe site-ul web Encyclopedia of Alabama, veți fi gata să faceți activitatea de colectare a datelor în cartea dvs. de laborator. Vă rugăm să citiți și să studiați articolul de mai sus, deoarece acesta va fi acoperit (împreună cu materialul de mai sus) pe testul dvs. de laborator.