Lesnotas volgens weke en kwartaal - Junior Seconder 2

KWARTAAL: 2de KWARTAAL

VAK: BASIESE WETENSKAP                              

KLAS: JSS 2

VERWYSING

• Kosbare saad BASIESE WETENSKAP VIR JUNIOR SEONDÊRE SKOLE BOEK 2

WEEK TWEE               DATUM: …………………..

ONDERWERP: POTENSIËLE EN KINETIESE ENERGIE

Kinetiese energie is energie wat 'n liggaam besit op grond van sy beweging. Potensiële energie is die energie wat 'n liggaam besit op grond van sy posisie of toestand . Terwyl kinetiese energie van 'n voorwerp relatief is tot die toestand van ander voorwerpe in sy omgewing, is potensiële energie heeltemal onafhanklik van sy omgewing. Die versnelling van 'n voorwerp is dus nie duidelik in die beweging van een voorwerp, waar ander voorwerpe in dieselfde omgewing ook in beweging is nie. Byvoorbeeld, 'n koeël wat verby 'n persoon wat staan, besit kinetiese energie, maar die koeël het geen kinetiese energie met betrekking tot 'n trein wat langsaan beweeg nie.

Definisie

Die energie van 'n liggaam of 'n sisteem met betrekking tot die beweging van die liggaam of van die deeltjies in die sisteem.     Potensiële Energie is die gestoor energie in 'n voorwerp of stelsel as gevolg van sy posisie of konfigurasie.

Verhouding tot omgewing

Kinetiese energie van 'n voorwerp is relatief tot ander bewegende en stilstaande voorwerpe in sy onmiddellike omgewing. Potensiële energie is nie relatief tot die omgewing van 'n voorwerp nie.

Oordraagbaarheid

Kinetiese energie kan van een bewegende voorwerp na 'n ander oorgedra word, byvoorbeeld in botsings.

Potensiële energie kan nie oorgedra word nie.

Voorbeelde, Vloeiende water, soos wanneer jy van 'n waterval val. Water aan die bokant van 'n waterval, voor die afgrond. SI-eenheid is Joule (J)

INTEROMSETTING VAN KINETIESE EN POTENSIËLE ENERGIE

Die wet van behoud van energie bepaal dat energie nie vernietig kan word nie, maar slegs van een vorm na 'n ander omgeskakel kan word. Neem 'n klassieke voorbeeld van 'n eenvoudige pendulum. Soos die pendulum swaai, beweeg die opgeskorte liggaam hoër en as gevolg van sy posisie neem potensiële energie toe en bereik 'n maksimum aan die bokant. Soos die slinger sy afwaartse swaai begin, word die gestoorde potensiële energie in kinetiese energie omgeskakel.

Wanneer 'n veer na die een kant gestrek word, oefen dit 'n krag na die ander kant uit sodat dit na sy oorspronklike toestand kan terugkeer. Hierdie krag word herstellende krag genoem en werk om voorwerpe en stelsels na hul lae energievlakposisie te bring. Die krag wat nodig is om die veer te rek, word in die metaal as potensiële energie gestoor. Wanneer die veer vrygestel word, word die gestoorde potensiële energie deur die herstelkrag in kinetiese energie omgeskakel.

Wanneer enige massa opgelig word, werk die gravitasiekrag van die aarde (en die herstellende krag in hierdie geval) om dit terug te bring. Die energie wat nodig is om die massa op te lig, word as potensiële energie gestoor as gevolg van sy posisie. Soos die massa laat val word, word gestoorde potensiële energie omgeskakel na kinetiese energie.

Tipes kinetiese energie en potensiële energie

Kinetiese energie kan in twee tipes geklassifiseer word, afhangende van die tipe voorwerpe:

Translasie kinetiese energie

Rotasie kinetiese energie

Rigiede nie-roterende liggame het reglynige beweging. Translasie kinetiese energie is dus kinetiese energie wat besit word deur 'n voorwerp wat in 'n reguit lyn beweeg. Kinetiese energie van 'n voorwerp hou verband met sy momentum (produk van massa en snelheid, p= mv waar m massa is en v snelheid is). Kinetiese energie word verwant aan momentum deur die verhouding E = p 2 / 2m en dus word translasie kinetiese energie bereken as E = ½ mv 2 . Rigiede liggame wat langs hul massamiddelpunt roteer, besit rotasiekinetiese energie. Rotasiekinetiese energie van 'n roterende liggaam word bereken as die totale kinetiese energie van sy verskillende bewegende dele. Liggame in rus het ook kinetiese energie. Die atome en molekules daarin is voortdurend in beweging. Die kinetiese energie van so 'n liggaam is die maatstaf van sy temperatuur.

Potensiële energie word geklassifiseer na gelang van die toepaslike herstelkrag.

Gravitasie potensiële energie – potensiële energie van 'n voorwerp wat met gravitasiekrag geassosieer word. Byvoorbeeld, wanneer 'n boek bo-op 'n tafel geplaas word, is die energie wat benodig word om die boek van die vloer af te lig en die energie wat die boek besit as gevolg van sy verhewe posisie op die tafel, gravitasie potensiële energie. Hier is swaartekrag die herstellende krag.

Elastiese potensiële energie - energie wat deur 'n elastiese liggaam soos die boog en katapult besit word wanneer dit in een rigting gestrek en vervorm word, is elastiese potensiële energie. Die herstellende krag is elastisiteit wat in die teenoorgestelde rigting inwerk.

Chemiese potensiële energie – energie wat verband hou met die rangskikking van atome en molekules in 'n struktuur is chemiese potensiële energie. Chemiese energie wat 'n stof besit as gevolg van die potensiaal wat dit het om 'n chemiese verandering te ondergaan deur aan 'n chemiese reaksie deel te neem, is chemiese potensiële energie van die stof. Wanneer brandstof byvoorbeeld gebruik word, word chemiese energie wat in brandstof gestoor word, omgeskakel om hitte te produseer.

Elektriese potensiële energie – energie wat 'n voorwerp besit op grond van sy elektriese lading is elektriese potensiële energie. Daar is twee tipes – elektrostatiese potensiële energie en elektrodinamiese potensiële energie of magnetiese potensiële energie.

Kern potensiële energie – potensiële energie wat deur deeltjies (neutrone, protone) binne 'n atoomkern besit word, is kern potensiële energie. Byvoorbeeld, waterstofsamesmelting in die son omskep potensiële energie wat in sonstof gestoor is in ligenergie.

Aansoeke

• Die rollercoaster in 'n pretpark begin met die omskakeling van kinetiese energie in gravitasie potensiële energie.
• Die gravitasie potensiële energie hou planete in 'n wentelbaan om die son.
• Projektiele word deur 'n trebuchet gegooi wat gebruik maak van gravitasie potensiële energie.
• In ruimtetuie word chemiese energie vir opstyg gebruik waarna die kinetiese energie verhoog word om baansnelheid te bereik. Kinetiese energie wat verkry word, bly konstant terwyl dit in 'n wentelbaan is.
• Kinetiese energie wat gegee word om 'n bal in 'n biljartspel te speel, word deur botsings na ander balle oorgedra.

EVALUERING

1. Verduidelik kinetiese en potensiële energie
2. Noem twee toepassings van kinetiese en potensiële energie
3. Noem die klasse potensiële energie.

BEREKENING VAN KINETIESE EN POTENSIËLE ENERGIE

Vir bewegende voorwerpe kan ons maklik kinetiese energie bereken deur die formule te gebruik:

KE = (massa x snelheid2)/2 of 1/2 mv 2

 

Alhoewel massa en snelheid albei groot uitwerking op kinetiese energie het, is dit die snelheid wat kinetiese energie meer betekenisvol bepaal.

Voorbeeldprobleem

1. Wat is die kinetiese energie van 'n 45 kg voorwerp wat teen 13 m/sek beweeg?

Eerstens identifiseer ons die inligting wat ons in die probleem gegee word:

massa = 45 kg

snelheid = 13 m/sek

Vervolgens plaas ons hierdie inligting in die kinetiese energie formule:

KE = 1/2 mv2

KE = 1/2 (45 kg)(13 m/sek)2

Die oplossing van die vergelyking gee 'n kinetiese energiewaarde van 3802.5 J

Let wel: die eenheid vir energie is dieselfde as vir werk: die Joule (J)

1. Voorbeeldprobleem

Die kinetiese energie van 'n boot word bereken op 52 000 J. As die boot 'n massa van 39 000 kg het, met watter snelheid beweeg dit?

Ons identifiseer die inligting wat in die probleem gegee word:

KE = 52 000 J

massa = 39 000 kg

Ons plaas nou die inligting in die kinetiese energie formule:

KE = 1/2 mv 2

52 000 J = 1/2 (39 000 kg)(v) 2

52 000 J/(1/2 x 39 000 kg) = v 2

Die oplossing van die vergelyking gee 'n snelheidswaarde van 1,63 m/sek

Potensiële energie is die energie wat 'n liggaam of voorwerp besit as gevolg van sy posisie. Potensiële energie, aan die ander kant, is energie van posisie, nie van beweging nie. Die hoeveelheid potensiële energie wat 'n voorwerp besit is eweredig aan hoe ver dit van sy oorspronklike posisie verplaas is. As die verplasing vertikaal plaasvind, lig 'n voorwerp van die grond af, kom ons sê, ons noem hierdie Gravitasiepotensiële Energie. Ons kan die gravitasie potensiële energie van 'n voorwerp met hierdie formule bereken:

GPE = gewig x hoogte

'n Toename in die gewig van 'n voorwerp of die hoogte waartoe dit opgelig word, sal 'n toename in die potensiële energie wat die voorwerp besit tot gevolg hê. Sodra die voorwerp laat val is, begin die potensiële energie afneem as gevolg van verminderde hoogte, maar ons sien ook nou 'n toename in kinetiese energie omdat die snelheid ook toeneem.

1. Voorbeeldprobleem

'n Voorwerp van 37 N word tot 'n hoogte van 3 meter opgelig. Wat is die potensiële energie van hierdie voorwerp?

Identifiseer die inligting wat in die probleem aan jou gegee is:

gewig = 37 N

hoogte = 3 meter

Voeg die inligting in die gravitasie potensiële energie formule in:

GPE = gewig x hoogte

GPE = 37 N x 3 meter

Die oplossing van die probleem gee 'n potensiële energiewaarde van 111 J.

Evaluering

1. Die kinetiese energie van 'n boot word bereken op 50 000 J. As die boot 'n massa van 37 000 kg het, met watter snelheid beweeg dit?
2. 'n Voorwerp van 38 N word tot 'n hoogte van 5 meter opgelig. Wat is die potensiële energie van hierdie voorwerp?

ALGEMENE EVALUERING

1. Verduidelik kinetiese en potensiële energie
2. Noem twee toepassings van kinetiese en potensiële energie
3. Noem die klasse potensiële energie.
4. Die kinetiese energie van 'n boot word bereken op 50 000 J. As die boot 'n massa van 37 000 kg het, met watter snelheid beweeg dit?
5. 'n Voorwerp van 38 N word tot 'n hoogte van 5 meter opgelig. Wat is die potensiële energie van hierdie voorwerp?

NAWEEKOPDRAG

1. Wat is die kinetiese energie van 'n 45 kg voorwerp wat teen 13 m/sek beweeg? A. 3802.5 J B. 380 J C. 38J D. 382.5 J.
2. Die energie wat verband hou met die rangskikking van atome en molekules in 'n struktuur is --------

1. chemiese potensiële energie B. potensiële energie C. chemiese energie D. werk potensiële energie.

1. Potensiële energie wat deur deeltjies (neutrone, protone) in 'n atoomkern besit word, is A. kern potensiële energie B. kern kinetiese energie C. potensiële energie D. kernenergie.
2. Die energie van 'n liggaam of 'n sisteem met betrekking tot die beweging van die liggaam of van die deeltjies in die sisteem is-------A. Potensiële Energie B. Kinetiese Energie C. Potensiële stelsel D. Kinematiese Energie.
3. Die translasie kinetiese energie is kinetiese energie wat besit word deur 'n voorwerp wat op a beweeg

1. reguit lyn B. kromlyn C. sistemiese lyn D. stoomlyn

TEORIE

1. Noem twee toepassings van kinetiese en potensiële energie
2. Noem die klasse potensiële energie.

LEESOPDRAG

Kosbare saad BASIESE WETENSKAP VIR JUNIOR SEONDÊRE SKOLE BOEK 2 BLADSY 118-122