15+ Χρήσεις Κινητικής Ενέργειας: Ενδιαφέροντα γεγονότα και επεξηγήσεις

Χρήσεις κινητικής ενέργειας

Πηγή εικόνας: NavicoreLeonid MeteorCC-BY 3.0

Η κινητική ενέργεια ενός αντικειμένου είναι ένα μέτρο του πόση δουλειά μπορεί να κάνει απλώς κινούμενος ανεξάρτητα από την κατεύθυνσή του.

Η εργασία γίνεται σε ένα αντικείμενο όταν κινείται με σταθερό ρυθμό προκαλώντας μεταφορά ενέργειας. Η μάζα και η ταχύτητα αυτού του κινούμενου αντικειμένου καθορίζει το έργο που γίνεται ως κινητική ενέργεια. Αυτή η σελίδα προσφέρει μια συλλογή από πολλά παραδείγματα χρήσης της κινητικής ενέργειας σε διάφορες δραστηριότητες σε όλο τον κόσμο.

Μονάδες Παραγωγής Υδροηλεκτρικής Ενέργειας

Η κίνηση του νερού σε υδροηλεκτρικούς σταθμούς εφαρμόζεται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Όταν το κινούμενο νερό με κινητική ενέργεια συγκρούεται με τον στρόβιλο του φράγματος, η κινητική ενέργεια του νερού μετατρέπεται σε μηχανική. Αυτή η μηχανική ενέργεια κινεί τους στρόβιλους, οι οποίοι παράγουν τελικά ηλεκτρική ενέργεια.

χρήση κινητικής ενέργειας
Χρήσεις Κινητικής Ενέργειας: Υδροηλεκτρικός Σταθμός; Πηγή εικόνας: Sushant GaneshanΠώς λειτουργούν οι υδροηλεκτρικοί σταθμοίCC BY-SA 3.0

Εργοστάσια ανεμόμυλου

Οι ανεμόμυλοι είναι μια εξαιρετική απεικόνιση εφαρμογών κινητικής ενέργειας.

Ο άνεμος που χτυπά στις λεπίδες του ανεμόμυλου τα προκαλεί να περιστρέφονται, με αποτέλεσμα την παραγωγή ενέργειας. Η κίνηση των μορίων του αέρα αναπτύσσει κινητική ενέργεια η οποία περιστρέφει τη λεπίδα και μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια.

Χρήσεις Κινητικής Ενέργειας: Ανεμόμυλος; Πηγή εικόνας: Marcus334Ανεμογεννήτρια-UdumalpetCC BY-SA 3.0

Κινούμενο αυτοκίνητο

Κινητικός ενέργεια είναι παρούσα στις μετακινήσεις αυτοκινήτων λόγω των μάζα και ταχύτητα.

Ένα κινούμενο όχημα μεγαλύτερου μεγέθους θα έχει περισσότερη κινητική ενέργεια από αυτή με μικρότερη μάζα, επειδή η μάζα του κινούμενου αντικειμένου είναι ένας αναλογικός παράγοντας στον τύπο της κινητικής ενέργειας.

Σφαίρες από πυροβόλο όπλο

Οι σφαίρες που εκτοξεύονται από ένα όπλο δημιουργούν επίσης κινητική ενέργεια η οποία κινεί την κίνησή του με μεγάλη ταχύτητα.

Επειδή μια σφαίρα που εκτοξεύεται από ένα όπλο έχει τόσο τεράστια κινητική ενέργεια, μπορεί εύκολα να τρυπήσει οποιοδήποτε αντικείμενο. Αυτή η γιγαντιαία ενεργειακή αξία αποδίδεται στην πολύ μεγάλη ταχύτητά της, όταν εκτοξεύεται από το όπλο. Αν και η σφαίρα έχει μικρότερη μάζα, η γρήγορη ταχύτητά της παράγει διπλάσια κινητική ενέργεια.

Ιπτάμενα αεροσκάφη

Τα αεροπλάνα επιδεικνύουν κινητική ενέργεια κατά τη διάρκεια των πτήσεων.

Ένα ιπτάμενο αεροπλάνο έχει πολλή κινητική ενέργεια αφού όχι μόνο έχει μεγάλη μάζα, αλλά έχει και μεγάλη ταχύτητα. Όταν το αεροπλάνο πετά, και τα δύο αυτά στατιστικά έχουν ως αποτέλεσμα αυξημένη κινητική ενέργεια και το διευκολύνουν να ανέβει στον ουρανό.

Ιππασία Ποδήλατο

Η κινητική ενέργεια υπάρχει στα κινούμενα ποδήλατα.

Ο μηχανισμός είναι ότι όταν αρχίζουμε να πετάμε, μεταφέρουμε την ενέργεια του σώματός μας σε μηχανική μορφή, η οποία είναι αρχικά δυνητική ενέργεια και τελικά μετατρέπεται σε κινητική λόγω της κίνησης των τροχών.

Η αύξηση της ταχύτητας προκαλεί επίσης αύξηση της κινητικής ενέργειας, η οποία μπορεί να επιστρέψει στο μηδέν μόνο εφαρμόζοντας φρένα αντίθετα προς την κατεύθυνση της δύναμης και προκαλώντας επιβράδυνση του οχήματος μέχρι να ξεκουραστεί.

Χρήσεις Κινητικής Ενέργειας: Ποδήλατο; Πηγή εικόνας: Σάντρα ΑτσένγκΈνα αγόρι που κάνει ποδήλατο με δύο τροχούς στην περιοχή OyamCC BY-SA 4.0

Περπάτημα και τρέξιμο

Έχουμε κάποια ποσότητα κινητικής ενέργειας όταν περπατάμε ή τρέχουμε.

Αυτό εξηγεί γιατί νιώθουμε ζεστασιά μετά το τρέξιμο ή το περπάτημα σε μικρή απόσταση. Η χημική ενέργεια του ανθρώπινου σώματος μετατρέπεται σε κινητική, η οποία με τη σειρά της παράγει ιδρώτα λόγω της θερμότητας που παράγεται κατά τη διάρκεια της δραστηριότητας.

Ρόλερ κόστερ

Τα ρολά είναι περιπετειώδεις βόλτες, αλλά τι συμβαίνει με το βαγόνι κατά τη διάρκεια μιας ελεύθερης πτώσης;

Στην κορυφαία θέση του οδοστρωτήρα το βαγόνι είναι σε ηρεμία και έτσι έχει μηδενική κινητική ενέργεια. Ωστόσο, η ελεύθερη πτώση του οδηγεί σε προοδευτική αύξηση της κινητικής ενέργειας καθώς αυξάνεται η ταχύτητα του βαγονιού.

Περισσότερος αριθμός ατόμων στη βόλτα θα αυξήσει τη συνολική μάζα, αυξάνοντας έτσι την αξία της κινητικής ενέργειας, υπό την προϋπόθεση ότι κινείται με σταθερό ρυθμό.

Χρήσεις Κινητικής Ενέργειας: Ρόλερ; Πηγή εικόνας: Jason Zhang, Ταινιόδρομος Behemoth κατεβαίνοντας, Αύγουστος 2018CC BY-SA 3.0

Κρίκετ μπάλα

Η ρίψη μιας μπάλας κρίκετ είναι ένα κλασικό παράδειγμα εφαρμογής κινητικής ενέργειας.

Οι μπάλες του κρίκετ σε ηρεμία στα χέρια του μπόουλ δεν έχουν κινητική ενέργεια. Όσο πιο γρήγορα η μπάλα πέσει προς τον νυχτερινό, η μάζα και η ταχύτητα που αποκτούν οι μπάλες αρχίζουν να παράγουν κινητική ενέργεια που συνεχίζει να κινεί την κίνησή της. Αυτή η τεράστια ποσότητα κινητικής ενέργειας μπορεί να είναι επιβλαβής για τους παίκτες και ως εκ τούτου η χρήση προστατευτικών εργαλείων είναι απαραίτητη.

Σκέιτμπορντ

Ένα άτομο που οδηγεί ένα skateboard είναι επίσης μάρτυρας κινητικής ενέργειας κατά τη διάρκεια της δραστηριότητας.

Το skateboard σε θέση ανάπαυσης δεν έχει κινητική ενέργεια. Μόλις αρχίσει να κινείται προς τα εμπρός με τους τροχούς να κυλούν, η κινητική ενέργεια αυξάνεται σταδιακά. Το βάρος του αναβάτη προσθέτει σε αυτήν την κινητική ενέργεια ακόμη περισσότερο ως μάζα εάν το αντικείμενο είναι ένας πολλαπλασιαστικός παράγοντας στον τύπο της κινητικής ενέργειας.

Χρήσεις Κινητικής Ενέργειας: Skateboarding; Πηγή εικόνας: Globe International Limited, Stephen Hill-skateboarding 2010CC BY-SA 3.0

Πτώση ενός αντικειμένου στο έδαφος

Τι συμβαίνει όταν ρίχνουμε κατά λάθος ένα αντικείμενο στο έδαφος;

Το αντικείμενο στερείται οποιασδήποτε κινητικής ενέργειας στην κορυφαία του θέση, όπου αποτελείται μόνο από δυνητική ενέργεια. Όταν αρχίζει να πέφτει κάτω από το φαινόμενο της βαρύτητας, αποκτά επιτάχυνση και η δυνητική ενέργεια μετατρέπεται συνεχώς σε κινητική. Η κινητική ενέργεια φτάνει στη μέγιστη τιμή της ακριβώς πριν το αντικείμενο αγγίξει το έδαφος, το οποίο στη συνέχεια απελευθερώνεται με το σπάσιμο του.

Κίνηση οχήματος σε λόφους

Η κίνηση των οχημάτων σε λοφώδεις δρόμους εμφανίζει επίσης τη δημιουργία κινητικής ενέργειας.

Το ύψος κάνει οποιοδήποτε όχημα να έχει περισσότερη δυναμική ενέργεια και σχεδόν καθόλου συντελεστή κινητικής ενέργειας. Αυτή η δυνητική ενέργεια μειώνεται συνεχώς με την κάθοδο του οχήματος στην κλίση, ενώ η ταχύτητα προκαλεί αύξηση της κινητικής ενέργειας. Η κινητική ενέργεια του οχήματος φτάνει τη μέγιστη τιμή του στο κάτω μέρος του λόφου, ενώ η δυνητική ενέργεια θα είναι μηδενική, δεδομένου ότι το όχημα κινείται με μη επιταχυνόμενη ταχύτητα.

Βροχή μετεωριτών

Παρά το γεγονός ότι η βροχή μετεωριτών δεν είναι τυπική παράδειγμα κινητικής ενέργειας, είναι ένα συναρπαστικό γεγονός που συμβαίνει στο ηλιακό σύστημα.

Το ηλιακό μας σύστημα έχει μετεωροειδή διασκορπισμένα γύρω του και έλκονται από την ατμόσφαιρα της γης με τη βαρύτητα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την ελεύθερη πτώση αυτών των μετεωροειδών με τεράστιο ρυθμό, με σημαντική ποσότητα κινητικής ενέργειας λόγω του τεράστιου μεγέθους και βάρους τους. Η σύγκρουση μεταξύ αυτών και της επιφάνειας της Γης δημιουργεί μια έκρηξη λόγω αυτής της σημαντικής ποσότητας κινητικής ενέργειας.

Υπάρχουν λίγα παραδείγματα που μαρτυρούν την εφαρμογή της κινητικής ενέργειας σε εννοιολογικές ιδέες.

Τηλέφωνο με κινητική κινητικότητα

Το Kyocera EOS είναι ένα εννοιολογικό κινητικό κινητό που βρίσκεται στα πρώτα του στάδια ανάπτυξης.

Αυτό το τηλέφωνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο με διπλωμένο τρόπο όσο και με έκθεση μιας σημαντικά μεγαλύτερης οθόνης. Μια σειρά πιεζοηλεκτρικών γεννητριών είναι προσαρμοσμένη για να μετατρέψει την κινητική ενέργεια που παράγεται από την ανθρώπινη αφή σε σημαντικό ηλεκτρικό φορτίο. Ο φόβος της μεταφοράς ενός φορτισμένου ή μερικώς φορτισμένου τηλεφώνου δεν θα είναι πλέον πραγματικότητα.

Λαμπτήρας Κινητικής Ενέργειας

Το "Krank", ένας ελαφρύς λαμπτήρας με το χέρι, δημιουργήθηκε ως μέρος του διαγωνισμού σχεδιασμού Greener Gadgets του 2008, ο οποίος απέδωσε μια σειρά από φιλικές προς το περιβάλλον, εφευρετικές εφευρέσεις.

Το Krank σχεδιάστηκε από τον Efrain E. Velez στις Ηνωμένες Πολιτείες και είναι εμπνευσμένο από την εμφάνιση και τη λειτουργία ενός παλιομοδίτικου μηχανικού τρυπανιού. Διαθέτει 100% ανακυκλώσιμο σώμα αλουμινίου. Η χειροκίνητη μανιβέλα παρέχει περίπου μία ώρα φωτός σε περίπου ένα λεπτό.

Kinetic Powered Floor Cleaner

Η κα Neo Amy υπέβαλε την έννοια ενός κινητικά καθαριστικού δαπέδου στο Australian Design Award.

Ονομάστηκε Electrolis και βασίστηκε στον παρόμοια σχεδιασμένο ανθρώπινο σχεδιασμό. Είναι αισθητικά στην εμφάνισή του, πολύ πιο φιλικό προς το χρήστη και επίσης πιο εύκολο να αδειάσει.

Kinetic Powered Snack Cooler

Το E-Bag μπορεί να μην χρησιμοποιείται πολύ στο σπίτι, αλλά είναι ο ιδανικός σύντροφος ταξιδιού.

Το ψυγείο σνακ με κινητική ενέργεια έχει σχεδιαστεί από την Apor Püspöki ως μια μοντέρνα τσάντα με ενσωματωμένη μονάδα ψύξης και άφθονο χώρο για νερό, μεσημεριανό γεύμα και σνακ. Η λαβή προορίζεται να περιστρέφεται με κίνηση, συλλαμβάνοντας και αξιοποιώντας την ενέργεια που παράγεται από το περπάτημα για να διατηρήσει τα αντικείμενα δροσερά.

Πεντάλ Powered Snow Plow

Έχει σχεδιαστεί ένα καθαριστικό χιονιού που χρησιμοποιεί κινητική ενέργεια για λειτουργία.

Ο Κέβιν Μπλέικ είναι ένας σχεδιαστής ποδηλάτων, ο οποίος βρήκε μια καταπληκτική πράσινη εναλλακτική λύση σε έναν τυπικό ανεμιστήρα χιονιού που κινείται με αέριο. Συγκέντρωσε ένα παλιό χλοοκοπτικό, μερικά πεντάλ και ένα φτυάρι χιονιού και μετέτρεψε την εννοιολογική του ιδέα σε πραγματικότητα. Το πετάλι παράγει κινητική ενέργεια που τελικά οδηγεί αυτό το μηχάνημα.

Σχετικά με την Esha Chakraborty

Έχω ένα υπόβαθρο στην Αεροδιαστημική Μηχανική, επί του παρόντος εργάζομαι για την εφαρμογή της Ρομποτικής στην Άμυνα και τη Διαστημική Επιστήμη Βιομηχανία. Είμαι συνεχής μαθητής και το πάθος μου για τις δημιουργικές τέχνες με κάνει να τείνω να σχεδιάζω νέες ιδέες μηχανικής.
Με τα ρομπότ να αντικαθιστούν σχεδόν όλες τις ανθρώπινες ενέργειες στο μέλλον, θέλω να φέρω στους αναγνώστες μου τις θεμελιώδεις πτυχές του θέματος με έναν εύκολο αλλά ενημερωτικό τρόπο. Μου αρέσει επίσης να ενημερώνω ταυτόχρονα τις εξελίξεις στον κλάδο της αεροδιαστημικής.

Συνδεθείτε μαζί μου με το LinkedIn - http://linkedin.com/in/eshachakraborty93

Lambda Geeks