Кинети́ческая эне́ргия — скалярная функция, являющаяся мерой движения материальных точек, образующих рассматриваемую механическую систему, и зависящая только от масс и модулей скоростей этих точек[1]. Работа всех сил, действующих на материальную точку при её перемещении, идёт на приращение кинетической энергии[2]. Для движения со скоростями значительно меньше скорости света кинетическая энергия записывается как
{\displaystyle T=\sum {{m_{i}v_{i}^{2}} \over 2}},
где индекс {\displaystyle \ i} нумерует материальные точки. Часто выделяют кинетическую энергию поступательного и вращательного движения[3]. Более строго, кинетическая энергия есть разность между полной энергией системы и её энергией покоя; таким образом, кинетическая энергия — часть полной энергии, обусловленная движением[4]. Когда тело не движется, его кинетическая энергия равна нулю. Возможные обозначения кинетической энергии: {\displaystyle T}, {\displaystyle E_{kin}}, {\displaystyle K} и другие. В системе СИ она измеряется в джоулях
1). Сопротивление провода:
R = ρL/S , где ρ = 0,017 Ом·мм²/м - удельное сопр-е меди
L = 500 м - длина провода
S = πd²/4 = 3,14 мм² - площадь поперечного сечения
Тогда:
R = 0,017 · 500 : 3,14 ≈ 2,71 (Ом)
Напряжение на концах провода:
U = I·R = 2 · 2,71 = 5,42 (В)
2). Сопротивление R₂₃:
R₂₃ = R₂R₃/(R₂+R₃) = 8 : 6 = 1 1/3 (Ом)
Общее сопротивление цепи:
R = R₁ + R₂₃ = 4 + 1 1/3 = 5 1/3 (Ом)
Напряжение на концах цепи:
U = I·R = 3 · 5 1/3 = 16 (В)
Напряжение на R₁:
U₁ = I·R₁ = 3 · 4 = 12 (В)
Напряжение на R₂₃:
U₂₃ = U - U₁ = 16 - 12 = 4 (В)
Ток через R₂:
I₂ = U₂₃/R₂ = 4 : 2 = 2 (А)
Ток через R₃:
I₃ = U₂₃/R₃ = 4 : 4 = 1 (А)
3). При параллельном включении проводников напряжение на каждом из них равно напряжению сети.
Мощность электрического тока:
P = U·I
Сила тока в лампе мощностью 100 Вт:
I₁ = P₁/U = 100 : 220 ≈ 0,45 (А)
Сила тока в лампе мощностью 25 Вт:
I₂ = P₂/U = 25 : 220 ≈ 0,113 (А)
Отношение токов:
I₁/I₂ = P₁/P₂ = 100 : 25 = 4
Таким образом, в спирали лампы мощностью 100 Вт сила тока в 4 раза больше, чем сила тока в спирали лампы мощностью 25 Вт.
4). По закону Джоуля-Ленца количество теплоты, выделяющееся в проводнике при прохождении через него электрического тока:
Q = I²Rt, где I = 2 А - сила тока в проводнике
R = 15 Ом - сопротивление проводника
t = 600 c - время прохождения тока
Тогда:
Q = 4 · 15 · 600 = 36000 (Дж) = 36 кДж
5). Сила тока в полной цепи:
I = ε/(R+r), где ε = 1,1 В - ЭДС источника
R = 2 Ом - сопротивление нагрузки
r - внутреннее сопротивление источника
Тогда:
r = ε/I - R = 1,1 : 0,5 - 2 = 0,2 (Ом)
Ток короткого замыкания:
I(кз) = ε/r = 1,1 : 0,2 = 5,5 (А)
