Förstå koncepten

* kinetisk energi: Ett rörligt föremål har kinetisk energi. Formeln för kinetisk energi (KE) är:

Ke =(1/2) * massa * hastighetsmed

* arbets-energi teorem: Det arbete som gjorts på ett objekt är lika med förändringen i dess kinetiska energi. I det här fallet gör bromsarna negativt arbete på tåget och bromsar det.

* Termisk energi: Energin försvann som värme på grund av friktion. I detta fall friktionen mellan bromsbeläggarna och hjulen.

Beräkning av termisk energi

1. Initial kinetisk energi: Beräkna tågets kinetiska energi innan bromsning.

* Ke_initial =(1/2) * Mass * W²

2. Final Kinetic Energy: Tåget stoppar, så dess slutliga kinetiska energi är noll.

* Ke_fininal =0

3. Förändring i kinetisk energi: Skillnaden mellan initial och slutlig kinetisk energi är energin förlorad på grund av bromsning.

* ΔKe =KE_FINAL - KE_INITIAL =- (1/2) * MASS * W²

4. Termisk energi: Förändringen i kinetisk energi är lika med den genererade termiska energin. Eftersom det arbete som görs av bromsarna är negativt är den genererade termiska energin positiv.

* Termisk energi =| ΔKe | =(1/2) * Mass * W²

Viktiga anteckningar:

* enheter: Se till att konsekventa enheter för massa (kilogram), hastighet (mätare per sekund) och energi (joules).

* antaganden: Vi antar att all kinetisk energi omvandlas till termisk energi. I verkligheten kan viss energi gå förlorad på grund av ljud eller andra faktorer.

Exempel:

Låt oss säga att du har ett 100 000 kg tåg som reser med 20 m/s.

1. ke_initial: (1/2) * 100 000 kg * (20 m/s) ² =20 000 000 joules

2. ke_fininal: 0 Joules

3. ΔKe: 0 - 20 000 000 joules =-20 000 000 joules

4. Termisk energi: | -20 000 000 joules | =20 000 000 joules

Därför skulle bromsarna generera 20 000 000 joules termisk energi för att stoppa detta tåg.