Comprendre les concepts
* énergie cinétique: L'énergie possédée par un objet en raison de son mouvement. Il est directement proportionnel à la masse de l'objet et au carré de sa vitesse.
* Eau qui coule: L'eau en mouvement, possédant une vitesse et une masse spécifiques.
Formule
L'énergie cinétique (KE) de l'eau qui coule peut être calculée à l'aide de la formule suivante:
Ke =(1/2) * m * v²
Où:
* ke =Énergie cinétique (mesurée en joules, j)
* m =Masse de l'eau (mesurée en kilogrammes, kg)
* v =Vitesse de l'eau (mesurée en mètres par seconde, m / s)
étapes pour calculer l'énergie cinétique
1. Déterminez la masse de l'eau (M):
* Volume: Calculez le volume d'eau qui coule (par exemple, litres, mètres cubes).
* densité: Utilisez la densité de l'eau (environ 1000 kg / m³).
* masse =volume * densité
2. Déterminez la vitesse de l'eau (V):
* débit: Mesurer ou déterminer le débit de l'eau (par exemple, litres par seconde, mètres cubes par seconde).
* zone de coupe transversale: Calculez la zone du tuyau ou du canal à travers lequel l'eau circule.
* VELOCITY =débit / zone de coupe transversale
3. Branchez les valeurs sur la formule:
* Ke =(1/2) * m * v²
Exemple
Disons que nous avons une rivière avec les propriétés suivantes:
* débit: 100 mètres cubes par seconde (m³ / s)
* zone de coupe transversale: 20 mètres carrés (m²)
* Longueur du flux: 100 mètres (m)
1. Calculer la vitesse:
* Velocity =débit / zone transversale
* Vitesse =100 m³ / s / 20 m²
* Velocity =5 m / s
2. Calculer la masse:
* Volume =débit * Temps
* Volume =100 m³ / s * 1 seconde =100 m³
* Masse =volume * densité
* Masse =100 m³ * 1000 kg / m³ =100 000 kg
3. Calculer l'énergie cinétique:
* Ke =(1/2) * m * v²
* Ke =(1/2) * 100 000 kg * (5 m / s) ²
* KE =1 250 000 joules (ou 1,25 mégajoules)
Considérations clés
* Unités: Assurez-vous que toutes les unités sont cohérentes (par exemple, kilogrammes, mètres, secondes).
* Vitesse moyenne: La formule utilise la vitesse moyenne du débit d'eau. Si le débit n'est pas uniforme, vous devrez peut-être envisager de calculer une vitesse moyenne.
* hydroélectricité: L'énergie cinétique de l'eau qui coule est exploitée pour produire de l'électricité dans les centrales hydroélectriques.
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