Công cụ này làm gì
Công cụ này giải phương trình động năng cổ điển \(KE = \frac{1}{2} m v^{2}\) để tìm một trong ba đại lượng — động năng, khối lượng hoặc vận tốc — khi bạn đã biết hai đại lượng còn lại. Mỗi ô nhập đều có danh sách đơn vị riêng, nên bạn có thể kết hợp tùy ý giữa các đơn vị như kilôjun, kilôwatt-giờ, pound hay kilômét trên giờ. Bên trong, mọi giá trị đều được quy đổi về đơn vị SI cơ bản (jun, kilôgam, mét trên giây), áp dụng công thức, rồi đổi kết quả về lại đơn vị bạn đã chọn.
Cách sử dụng
Trước tiên, hãy chọn đại lượng cần tính trong danh sách "Chọn phép tính". Nếu chọn Tính KE, bạn nhập khối lượng và vận tốc. Với Tính khối lượng, bạn nhập động năng và vận tốc. Với Tính vận tốc, bạn nhập động năng và khối lượng. Hãy chọn đơn vị bên cạnh mỗi giá trị, có thể ấn định số chữ số có nghĩa (hoặc để ở chế độ "tự động" cho khoảng 6 chữ số), rồi xem kết quả.
Giải thích công thức
Động năng là năng lượng mà một vật có được nhờ chuyển động của nó. Quan hệ cơ bản là
$$KE = \frac{1}{2} m v^{2}$$Biến đổi lại ta có
$$m = \frac{2KE}{v^{2}}$$(cần \(v \ne 0\)) và
$$v = \sqrt{\frac{2KE}{m}}$$(cần \(m > 0\)). Vì vận tốc được bình phương nên dấu của nó không ảnh hưởng đến năng lượng; khi tính vận tốc, máy tính sẽ trả về độ lớn không âm.
Ví dụ minh họa
Một vật nặng 10 kg chuyển động với vận tốc 5 m/s có
$$KE = \frac{1}{2} \times 10 \times 5^{2} = \frac{1}{2} \times 10 \times 25 = \textbf{125 J}$$Tính ngược lại: với KE = 125 J và m = 10 kg, ta có
$$v = \sqrt{\frac{2 \times 125}{10}} = \sqrt{25} = 5 \text{ m/s}$$tương đương 18 km/h. Với KE = 125 J và v = 5 m/s, ta có
$$m = \frac{2 \times 125}{25} = 10 \text{ kg}$$
Câu hỏi thường gặp
Vì sao vận tốc phải khác 0 khi tính khối lượng? Công thức tính khối lượng có phép chia cho \(v^{2}\); vận tốc bằng 0 nghĩa là không có năng lượng nào mang thông tin về khối lượng, nên kết quả không xác định.
Động năng có thể âm không? Không. KE luôn bằng 0 hoặc dương, vì vậy việc tính vận tốc với năng lượng âm là phi vật lý và sẽ bị từ chối.
Dùng loại BTU và calo nào? Công cụ sử dụng BTU trung bình (1055,87 J) và calo trung bình (4,19002 J) để quy đổi đơn vị.