ماذا يحدث لجسم عند زيادة طاقته الحركية

عند زيادة الطاقة الحركية لجسم ما فأنه

يزداد حركته

وذلك لأن وفقًا لقانون نيوتن الثاني للحركة ، فإن القوة الخارجية المؤثرة على الجسم تتناسب طرديًا مع معدل تحرك الجسم.

والجدير بالذكر أن الطاقة الحركية هي الطاقة التي يمتلكها الجسم بسبب حركته ، حيث تعتمد هذه الطاقة على سرعة الجسم في المربع ، لذلك ، عندما تتضاعف السرعة ، فإن الطاقة الحركية تتضاعف أربع مرات ، أيضاً يجب أن تكون هذه الطاقة إما صفرًا أو قيمة سالبة.

ماذا يحدث لجسم ما إذا أثرت قوى غير متزنة فيه

إذا أثرت قوة غير متزنة على جسم ما

يغير حركته

،

والجدير بالذكر أن أي حالة تطبيق قوى غير متوازنة على

جسم ثابت

، فإن الجسم يتحرك في الاتجاه الذي تدفعه أو تسحبه القوة الأقوى.

وعند تطبيق قوى غير متوازنة على جسم

يتحرك

، سيتغير الاتجاه و / أو السرعة التي يتحرك بها الجسم ، حيث تتغلب القوة الأقوى على القوة الأضعف وتسبب تغييرًا في حركة الجسم.

ماذا يحدث للجسم عندما تؤثر فيه قوة محصلة

يحدث تسارع للجسم

، وذلك لأن الطاقة الحركية لجسم ما تعتمد على سرعته وكتلته.

كيف تتغير الطاقة الحركية مع السرعة

تحدث الطاقة الحركية عندما يكون الجسم في حالة حركة ، وتُبذل الطاقة على الجسم لتحريكه ، وتعتمد الطاقة الحركية للجسم على كتلة الجسم والسرعة التي يتحرك بها ، حيث يتم تمثيل الطاقة الحركية من خلال المعادلة التالية:

طاقة الحركة = 0.5 × كتلة الجسم × سرعة الجسم²

ومن هذه الصيغة ، نلاحظ أن الطاقة الحركية لجسم ما تتناسب طرديًا مع مربع سرعته ، هذا يعني أن السرعة تتضاعف وتزداد الطاقة الحركية بمقدار أربعة أضعاف.

إذا زادت السرعة بمقدار ثلاثة أضعاف ، فإن الطاقة الحركية ستزداد بمعامل تسعة ، ومن ثم يمكننا القول أن الطاقة الحركية للكائن تعتمد على مربع السرعة.

تعتمد طاقة الحركة على

تعتمد الطاقة الحركية على

كتلة الجسم وسرعته

، كلما كانت هذه الكميات أكبر ، زادت الطاقة الحركية.

اشكال طاقة الحركة

يوجد خمس أشكال وأنواع من طاقة الحركة وهما:

الطاقة الميكانيكية
الطاقة الكهربائية
الطاقة الضوئية
الطاقة الحرارية
طاقة الصوت

الطاقة الميكانيكية

: هي الطاقة التي يمكن رؤيتها ، عندما يتحرك الجسم بشكل أسرع وزادت كتلته ، زادت الطاقة الميكانيكية التي يمتلكها وزادت قدرته على القيام بالعمل ، أحد الأمثلة على ذلك هو عندما تضرب كرة البولينج دبوسًا ، ومثال آخر هو أن أن طاحونة الهواء يمكنها تسخير طاقة الرياح ، ويمكن للسد الكهرومائي أن يولد الكهرباء من مصدر المياه المتدفقة.

ال

طاقة الكهربائية:

تعرف الطاقة الكهربائية بالكهرباء التي نستخدمها بشكل دائم ، نحصل على الكهرباء عندما تتدفق الإلكترونات سالبة الشحنة حول الدائرة ، تعمل حركة هذه الإلكترونات على تشغيل أجهزتنا اليومية ، مثل مصباح مكتبي أو هاتف خلوي متصل بالحائط.

الطاقة الضوئية (أو الطاقة المشعة):

يعتبر هذا الشكل من أشكال طالت الحركة عبارة عن نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي حيث تنتقل الطاقة بواسطة الجسيمات أو الأمواج ، إنه الشكل الوحيد للطاقة الذي يمكن رؤيته بالعين البشرية ، على سبيل المثال الطاقة المشعة الحرارة التي نحصل عليها من الشمس ، وأيضاً المصابيح الكهربائية والمحمصة في مطبخك والأشعة السينية.

الطاقة الحرارية: هذا النوع من طاقة

الحركة له علاقة بمستوى نشاط الذرة والجزيء في الجسم ، كلما تحركوا بشكل أسرع ، كلما اصطدموا ببعضهم البعض.

وأيضاً من الأمثلة الأخرى الشهيرة الطاقة الحرارية الناتجة عن الطبخ في القرن أو تشغيل محرك السيارة ، مثال آخر يحتوي على الطاقة الحرارية ، هو الطاقة الحرارية الأرضية التي تعتبر هي الم المتجدد المستخدم لتوليد الكهرباء.

طاقة الصوت:

يتم

تولد الطاقة الصوتية من خلال الاهتزازات حيث يخلق الجسم موجات من الحركة عبر وسط ، مثل الماء أو الهواء. بمجرد وصولها إلى طبلة الأذن ، فإنها تهتز ، مما يدفع العقل لتفسير الاهتزاز على أنه صوت ، كل شيء من أعلى الطبول إلى أصغر نحلة تصدر اهتزازات ، والتي بدورها تسبب الصوت.[2]

أمثلة على طاقة الحركة

الطاقة الحركية هي نوع من الطاقة التي يتم إنشاؤها بالحركة ويمكن تعريفها على أنها الطاقة المطلوبة لتسريع أو إبطاء الجسم ، وهناك الكثير من الأشياء التي تحدث بشكل يومي وتعتبر مثال على طاقة الحركة وفيما يلي بعضها:

عند المشي أو الجري ، يُظهر الجسم طاقة حركية.
تمتلك الدراجة أو لوح التزلج أثناء الحركة طاقة حركية.
للمياه الجارية طاقة حركية وتستخدم لتشغيل طواحين المياه.
يحتوي الهواء المتحرك على طاقة حركية ويستخدم في اشتقاق طواحين الهواء ودفع القوارب الشراعية ، وبالمثل ، فإن الرصاصة التي يتم إطلاقها من بندقية لها طاقة حركية ويمكن أن تخترق الهدف بسبب طاقة الحركة.
تتميز الطائرة الطائرة بمستوى عالٍ من الطاقة الحركية عندما تتحرك ، هذا لأن الطائرة لها كتلة كبيرة مصحوبة بمستوى سرعة عالٍ جدًا ، يؤدي الجمع بين هاتين النتيجتين إلى مستوى عالٍ من الطاقة الحركية ، ولهذا السبب يمكن للطائرات أن تطير.

يجب تذكر أن الطاقة الحركية تتأثر بالسرعة فكلما تحرك الجسم بشكل أسرع ، كلما تشكلت الطاقة الحركية كعملية حركة ، مثلاً عندما تتسارع الحافلة في النزول إلى أسفل التل ، تتحول الطاقة الكامنة للحافلة إلى طاقة حركة ، لا يوجد الكثير من الطاقة الكامنة في أسفل التل ، ولكن هناك قدرًا كبيرًا من الطاقة الحركية.

مثال محلول على الطاقة الحركية

يمكن حساب الطاقة الحركية لسيارة كتلتها 1000 كجم بسرعة 70 كم / ساعة على النحو التالي:

طاقة الحركة = 0.5 × كتلة الجسم × سرعة الجسم²

وبالتالي

الطاقة الحركية = 1/2 (1000 كجم) ((70 كم / ساعة) (1000 م / كم) / (3600 ث / س)) 2 = 189043 جول

يمكن التعبير عن الطاقة الحركية لنفس السيارة بسرعة 90 كم / ساعة كـ

طاقة الحركية = 1/2 (1000 كجم) ((90 كم / ساعة) (1000 م / كم) / (3600 ث / س)) 2 = 312500 جول

ملحوظة! – عند زيادة سرعة السيارة بنسبة 28٪ (من 70 إلى 90 كم / ساعة ) تزداد الطاقة الحركية للسيارة بنسبة 65٪ (من 189043 إلى 312500 ج ) ، هذا الارتفاع الهائل في الطاقة الحركية يجب أن يتم امتصاصه من خلال البناء الآمن للسيارة لتوفير نفس الحماية في حالة التصادم وهو أمر يصعب تحقيقه ، في سيارة حديثة يمكن النجاة من حادث تصادم بسرعة 70 كم / ساعة ، ومن المرجح أن يكون الاصطدام بسرعة 90 كم / ساعة قاتلاً.[1]