تتحول طاقة الوضع لجسم ساقط إلى طاقة

تتحول طاقة الوضع لجسم ساقط إلى طاقة

تتحول طاقة الوضع لجسم ساقط إلى طاقة حركية .

طاقة الوضع او الطاقة الكامنة للجسم تأتي نتيجة عن تغير موضعها مثل ما في القوس مثلًا، فعندما يتم سحب القوس فإنه يخزن جزء من الطاقة هي التي تجعله يدفع السهم للأمام عندمان ترك القوس، فهذه طاقة وضع أصبحت طاقة حركية.

وتعريف طاقة الوضع هو أنها شكل من أشكال الطاقة ينتج نتيجة عن تغير موقعها، وتنقسم الطاقة الوضعية إلى طاقتين: طاقة الجاذبية الوضعية، والطاقة المرنة:

طاقة الجاذبية: هي الطاقة التي يكتسبها الجسم نتيجة ارتفاعه إلى أعلى في عكس اتجاه الجاذبية، كما أن طاقة الجاذبية تعتمد على الإزاحة لا على المسافة.

الطاقة المرنة: هي طاقة الوضع التي يتم تخزينها في الأجسام التي يمكن تمديدها أو ضغطها مثل: الأربطة المطاطية، الترامبولين فقد تم تصميمهم لحفظ الطاقة، وكلما زادت مرونة الجسم زادت طاقته المرنة.

استخدمت كلمة الطاقة الوضعية أو الكامنة تلك لأول مرة من قِبل مهندس وفيزيائي اسكتلندي اسمه ويليام رانكين في القرن التاسع عشر، ولكن المفهوم نفسه للطاقة الكامنة فهو يعود لأرسطو.

وتعتمد الطاقة الوضعية للجاذبية على شيئين: ارتفاع الجسم عن الأرض، وكتلته، فكلما زاد ارتفاعه وزادت كتلته زادت القوة الوضعية والطاقة الكامنة فيه.

وتتعدد أنواع الطاقة الوضعية إلى: طاقة وضع الجاذبية، وطاقة الوضعية المرنة، والطاقة الوضعية النووية، والطاقة الوضعية الكهربائية، والطاقة الوضعية الكيميائية، والطاقة الوضعية الميكانيكية، والطاقة الوضعية الحرارية، والطاقة الوضعية الإشعاعية. [1] [2]

متى تكون طاقة الوضع تساوي طاقة الحركة

 عندما يكون التغير في الطاقة الوضعية يساوي التغير في الطاقة الحركية فيعتبروا ثابتين.

أي عندما يقذف جسم إلى أعلى نقطة تكون التغير في طاقته الوضعية في أقصاها لأنه كلما زاد الارتفاع كلما زادت الطاقة الوضعية، وكذلك يكون التغير في طاقته الحركية في أدناه، حتى يصل الجسم لأعلى نقطة ثم يبدأ بالانخفاض فتقل طاقته الوضعية ويسقط بفعل الجاذبية، بينما تزداد طافته الحركية أثناء سقوطه، والتغير في الطاقتين يعتبر ثابت بينهما لذلك هنا تكون طاقة الوضع تساوي طاقة الحركة.

ماذا يحدث لطاقة الحركة لجسم ما إذا زادت طاقة الوضع له

تزداد طاقة الوضع وتقل الطاقة الحركية حتى يصل إلى اعلى نقطة هنا تزداد الطاقة الحركية وتقل الطاقة الوضعية حتى يصل الجسم إلى الأرض.

لأنه عند قذف الجسم إلى أعلى فكلما زادت المسافة بينه وبين الأرض زادت طاقته الكامنة، حتى يصل إلى أعلى نقطة فيبدأ بفقدان طاقته الكامنة مع زيادة طاقته الحركية لأنه يتجه إلى أسفل بفعل الجاذبية حتى يصل إلى سطح الأرض فتصبح طاقته الكامنة وطاقته المتحركة الاثنين محصلتهما صفر. [3]

متى تكون طاقة الوضع للجسم تساوي صفر

عندما يكون الجسم موضوعًا على سطح الأرض مباشرة.

طاقة الوضع لأي جسم لا تساوي صفر حتى لو كان ثابتًا وموضوعًا على المكتب مثلًا لأن هناك طاقة كامنة به وهي ارتفاعه عن سطح الأرض، ولكن طاقة الوضع تساوي صفر عندما يكون الجسم مستوي ومتواجد على سطح الأرض مباشرة.

قارن بين طاقتي الوضع والحركة لجسم ما

عندما يكون الجسم في حالة السكون فهو حينئذ يمتلك طاقة كامنة، أما إذا كان الجسم متحركًا فهو يمتلك طاقة حركية.

طاقة الوضع غالبًا ما تؤثر على الجسم المتواجد في تلك البيئة فقط، أي بمعنى أن الصخرة التي تقع أعلى التل هي امتلاك هذا الجسم لطاقة الوضع، أما إذا سقطت هذه الصخرة من أعلى الجيل فهي طاقة حركية الآن، وهي طاقة تم تخزينها في الجسم نتيجة كتلته وارتفاعه.

أما الشلالات فهي تحتوي على طاقة وضع وطاقة حركة، لأن ارتفاع الشلال هو الطاقة الوضعية أما حركة تدفق الماء من أسفل إلى أعلى هي التي غير منطقية.

تتحول الوضعية إلى حركية عندما يتحرك الجسم بعكس الطاقة الكامنة، كما أن الطاقة الوضعية تؤثر على الجسم فقط بينما الطاقة الحركية تأثيرها قد يتعدى إلى جسم آخر، تخيل معي أن الكرة على المنضدة أي أنها على ارتفاع من سطح الأرض عالي، ولكن طاقته الحركية الآن صفر، فهي مؤثرة على من؟ مؤثرة عليها فقط عندما ستتحرك هذه الكرة ستقع على الأرض بفعل الطاقة الكامنة بداخلها نتيجة ارتفاعها عن سطح الأرض.

أما الطاقة الحركية فقد تدفع ما بجانبها إلى السقوط والأخذ من طاقتها الحركية أيضًا، فإذا كان بجانب هذه الكرة زجاجة وقد دفع أحدهم الحركة على المنضدة هكذا تحولت لقوة حركية ثم صدمت الكرة الزجاجة ماذا سيحدث؟

ستتحرك الزجاجة أيضًا وهنا يكون الطاقة الحركية انتقلت لغيرها بينما الوضعية تؤثر على نفسها فقط.

تختلف العوامل المحددة للطاقة الوضعية عن الطاقة الحركية، فالطاقة الوضعية العوامل التي تحددها هي الارتفاع والكتلة، أما الحركية فهي السرعة والكتلة. [4]