kinetisk energi av ASTEROIDPÅVERKAN på jorden
kinetisk energi (från vetenskapen, 6th ed., av Trefil och Hazen)
Tänk på en kanonkula som flyger genom luften. När den träffar ett trämål utövar bollen en kraft på fibrerna i träet, splittrar och skjuter isär dem och skapar ett hål. Arbete måste göras för att göra det hålet; fibrer måste flyttas åt sidan, vilket innebär att en kraft måste utövas över Avståndet de rör sig. När kanonkulan träffar träet fungerar det, och så har en kanonkula under flygning tydligt förmågan att göra arbete—det vill säga det har energi—på grund av sin rörelse. Denna rörelseenergi är vad vi kallar kinetisk energi.
Du kan hitta otaliga exempel på kinetisk energi i naturen. En val som rör sig genom vatten, en fågel som flyger och ett rovdjur som fångar sitt byte har alla kinetisk energi. Så gör en snabb bil, en flygande Frisbee, ett fallande blad och allt annat som rör sig.
vår intuition berättar för oss att två faktorer styr mängden kinetisk energi som finns i något rörligt objekt. För det första har tyngre föremål som rör sig mer kinetisk energi än lättare: en bowlingboll som reser 10 m/s (en mycket snabb sprint) bär mycket mer kinetisk energi än en golfboll som reser med samma hastighet. Faktum är att kinetisk energi är direkt proportionell mot massan: om du fördubblar massan, fördubblar du den kinetiska energin.
För det andra, ju snabbare något rör sig, desto större kraft kan det utöva och desto större energi har det. En höghastighetskollision orsakar mycket mer skada än en fenderbender på en parkeringsplats. Det visar sig att ett objekts kinetiska energi ökar som kvadraten av dess hastighet. En bil som rör sig 40 mph har fyra gånger så mycket kinetisk energi som en som rör sig 20 mph, medan vid 60 mph bär en bil nio gånger så mycket kinetisk energi som vid 20 mph. Således kan en blygsam ökning av hastigheten orsaka en stor ökning av kinetisk energi.
dessa tankar kombineras i ekvationen för kinetisk energi.
i ord: kinetisk energi är lika med massan av det rörliga objektet gånger kvadraten på objektets hastighet (v2).
i ekvationsform: kinetisk energi (joule) = 1/2 x massa (kg) x hastighet2 (m/s)
I symboler: KE = 1/2 x m x v2
exempel: bowlingbollar och Baseballs Vad är den kinetiska energin hos en 4-kg (ca 8-lb) bowlingboll som rullar ner en bowlingbana vid 10 m/s (ca 22 mph)?
jämför denna energi med den för en 250 gram (ungefär en halv pund) baseball som reser 50 m/s (nästan 110 mph). Vilket objekt skulle skada mer om det träffar dig (dvs vilket objekt har större kinetisk energi)?
resonemang: vi måste ersätta tal i ekvationen för kinetisk energi.
lösning: För 4 kg bowlingboll som reser vid 10 m/s:
kinetisk energi (joule) = 1/2 x massa (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.
Observera att: 200 kg-m2/s2 = 200 (kg-m/s2) x M = 200 N x M = 200 Joule
För 250-g baseball som reser vid 50 m/s:
kinetisk energi (joule) = 1/2 x massa (kg) x 2
ett gram är en tusendels kilo, så 250 g = 0,25 kg:
kinetisk energi (joule) = 1/2 x 0,25 kg x 2500 m2/S2 = 312,5 kg-m2 / S2 = 312.5 joule
även om bowlingbollen är mycket mer massiv än Baseboll, bär en hårt träffad Baseboll mer kinetisk energi än en typisk bowlingboll på grund av sin höga hastighet.
>
Asteroidpåverkan på jorden:
allt i solsystemet går runt solen. Dessa vägar runt solen kallas banor. En bana är en känslig balans mellan den kretsande kroppens framåtrörelse och gravitationsattraktionen mellan solen och den kretsande kroppen.
på grund av gravitationsattraktionen mellan och bland alla kretsande kroppar i solsystemet är inga två banor desamma. Dessa små skillnader i omlopp påverkar inte stora planeter mycket, men små kroppar som kretsar kring de solliknande asteroiderna kan påverkas starkt. Asteroider-packade relativt nära varandra i asteroidbältet – kan kollidera med varandra eller beta förbi varandra när deras banor växlar över tiden. Detta kan leda till att en asteroid stöter eller studsar ut ur sin tidigare bana och förändras till en annan bana som kallas ’Jordkorsning. Diagrammet nedan visar en typisk jordkorsningsbana för en asteroid. Solen visas i rött, jorden i grönt och asteroiden i gult. OBS-Detta diagram och objektstorlekarna är inte i rätt skala.
i denna figur ingår inte föremål som kvicksilver, Venus, Mars och asteroiderna för enkelhet.
som du kan se, när jorden och asteroiden går runt solen, finns det en viss chans att de kan vara på samma plats samtidigt en dag och därmed kan en energisk kollision äga rum.
den typiska hastigheten för en asteroid i en Jordkorsningsbana och i närheten av jorden är cirka 20 km/sek. den kinetiska energiekvationen säger att KE = 1/2 m x v2. Kvadrering av hastigheten gör ett stort antal som 20 km / sek mycket, mycket större.
Vi kommer att överväga vad som hände i Alabama under dinosauriernas ålder (specifikt för cirka 83 miljoner år sedan) när en asteroid om 380 m i diameter slog centrala Alabama. Denna händelse inträffade cirka 20 km norr om Montgomery, Alabama, nära staden Wetumpka. Du bör gå till denna länk för att läsa mer om denna händelse innan du fortsätter detta laboratorium: Klicka Här
När du har läst denna On-line artikel på Encyclopedia of Alabama webbplats, du kommer att vara redo att göra datainsamling aktivitet i ditt labb bok. Läs och studera artikeln ovan, eftersom den kommer att täckas (tillsammans med materialet ovan) på din laboratoriequiz.