Кинетическая энергия — тренажёр для 9 класса

Почему автомобиль на скорости 100 км/ч так сложно остановить? Почему пуля пробивает дерево, а брошенный камень — нет? Всё дело в кинетической энергии. Это энергия движения. В тренажёре задачи построены от простых примеров к сравнениям, чтобы ребёнок сам понял, почему скорость возводится в квадрат.

🚀 Попробовать без регистрации 📝 Задачи с решениями ⚔️ Вызвать на дуэль

Что проверяет эта тема

  • Понимать, что кинетическая энергия зависит от массы и скорости.
  • Применять формулу E = mv²/2.
  • Сравнивать кинетическую энергию разных тел.
  • Связывать кинетическую энергию с работой.

Формулы и правила

Что ищем Формула Обозначения
Кинетическая энергия $E_k = (m \cdot v²) / 2$ E_k — энергия (Дж), m — масса (кг), v — скорость (м/с).
Теорема о кинетической энергии $A = ΔE_k$ Работа равна изменению кинетической энергии.
Зависимость E_k ~ m и E_k ~ v² Скорость в квадрате, масса в первой степени.

Разбор задачи по шагам

Задача: Найти кинетическую энергию автомобиля массой 1 тонна, движущегося со скоростью 72 км/ч.

Шаг 1. Переводим единицы в СИ. Масса m = 1 т = 1000 кг. Скорость v = 72 км/ч = 72 / 3.6 = 20 м/с. Почему: В физике нельзя подставлять тонны и км/ч. Только килограммы и метры в секунду.

Шаг 2. Записываем формулу. E_k = (m · v²) / 2.

Шаг 3. Подставляем значения. E_k = (1000 · 20²) / 2. Сначала считаем квадрат: 20² = 400.

Шаг 4. Умножаем и делим. E_k = (1000 · 400) / 2 = 400 000 / 2 = 200 000 Дж.

Шаг 5. Записываем ответ в килоджоулях. 200 000 Дж = 200 кДж.

Ещё один разбор

Задача. Масса $147$ кг, скорость $10$ м/с. Кинетическая энергия (Дж)?

1
Кинетическая энергия: $E_k = \frac{m v^2}{2}$.
$m=147$ кг, $v=10$ м/с
2
Вычисляем.
$E_k = \frac{147 \cdot 10^2}{2} = 7350$ Дж

Ответ: 7350

Типичные ошибки

Ошибка: Забывают возвести скорость в квадрат
Почему: Подставляют просто v вместо v²
Как проверить: В формуле E = mv²/2 скорость всегда в квадрате. Это значит, что если скорость увеличить в 2 раза, энергия вырастет в 4 раза.
Ошибка: Не переводят км/ч в м/с
Почему: Подставляют 72 вместо 20
Как проверить: Обязательно делите на 3,6, если в условии км/ч.
Ошибка: Ошибки в делении на 2
Почему: Забывают про двойку в знаменателе
Как проверить: Подчеркните деление на 2 в формуле. Это половина произведения массы на квадрат скорости.

Типы задач в тренажёре

В тренажёре:

  • Прямой расчет энергии (m и v).
  • Нахождение массы или скорости из формулы.
  • Сравнение энергий (у кого больше).
  • Связь с работой (изменение энергии).

Все ответы с проверкой.

Кому и когда это нужно

Тема изучается в 9 классе (базовый) и в 10 классе (профильный). В ЕГЭ это задание № 3.

Родителям: объясните на примере тормозного пути. Если скорость машины увеличить в 2 раза (с 40 до 80 км/ч), то её кинетическая энергия вырастет в 4 раза. А значит, тормозной путь тоже вырастет примерно в 4 раза. Вот почему так опасно превышать скорость.

Частые вопросы

Почему формула делится на 2?

Это следует из математического вывода через интеграл. Если упрощенно: при разгоне скорость растет от 0 до v, и берется среднее значение, которое дает коэффициент 1/2.

Может ли кинетическая энергия быть отрицательной?

Нет. Масса всегда положительная, квадрат скорости тоже. Значит, и энергия всегда положительная.

Примеры задач

Масса $35$ кг, скорость $5$ м/с. Кинетическая энергия (Дж)?
Ответ: 437.5
Масса $15$ кг, скорость $1$ м/с. Кинетическая энергия (Дж)?
Ответ: 7.5
Масса $61$ кг, скорость $5$ м/с. Кинетическая энергия (Дж)?
Ответ: 762.5

Готовы попробовать свои силы?

В тренажёре задачи проверяются автоматически, а после ошибки показывается пошаговое решение.

Перейти к задачам

Смежные темы

Механическая работа Потенциальная энергия Импульс тела