العوامل المؤثرة في طاقة الحركة

تعريف الطاقة الحركية

تعرف


الطاقة الحركية


بأنها شكل من أشكال الطاقة التي يمتلكها الجسم أو الجسيم بسبب حركته ، وإذا تم العمل ، أو الفعل الذي يقوم بنقل الطاقة على جسم عن طريق تطبيق قوة صافية فإن الجسم يتسارع ، وبالتالي يقوم باكتساب طاقة حركية .

تُعد الطاقة الحركية هي خاصية لجسم متحرك أو جسيم ولا تعتمد فقط على حركته ، ولكنها أيضًا تعتمد بشكل كبير على كتلة ذلك الجسم أو الجسيم ، وقد نجد أن نوع الحركة من الممكن أن يكون عبارة عن ترجمة ،  أو حركة على طول مسار من مكان إلى آخر ، أو دوران حول محور ، أو اهتزاز أو أي مجموعة من الحركات . [1]

وتعرف الطاقة الحركية أيضًا بأنها الطاقة التي يمتلكها الجسم بحركته ، حيث أنه عندما تريد تسريع جسم ما عليك تطبيق القوة ، وتطبيق القوة تحتاج إلى القيام بعمل عند الانتهاء من العمل على الجسم يتم نقل الطاقة ويتحرك الكائن بسرعة ثابتة جديدة ، وتعرف تلك الطاقة المنقولة باسم الطاقة الحركية ، والتي تعتمد على الكتلة والسرعة المحققة . [2]

كيف يتم تحويل الطاقة الحركية

تنتقل الطاقة الحركية بين الأشياء ،  حيث يمكن تحويلها إلى أشكال أخرى من الطاقة ، حيث يعتبر اليويو مثال قوي لوصف تحول الطاقة الحركية ،  نجد أنه أثناء بدء اللعب به يبدأ المرء بتركها في اليد ففي تلك المرحلة يتم تخزين كل الطاقة في الكرة في شكل طاقة كامنة .

وعندما يسقط الشخص اليويو من يديه تتحول الطاقة المخزنة إلى طاقة حركية ، وهي طاقة الحركة حيث أنه بمجرد وصول الكرة إلى قاع اليويو يتم تحويل كل الطاقة إلى طاقة حركية ،  عندما تعود إلى اليد يتم تحويل كل الطاقة مرة أخرى إلى طاقة كامنة عندما تصل إلى اليد . [2]

أنواع الطاقة الحركية

يوجد خمسة أنواع من الطاقة الحركية وهما :

1. الطاقة المشعة

تعتبر الطاقة المشعة نوع من الطاقة الحركية وذلك لأنها تتحرك دائمًا عبر الوسط ،  أو الفضاء ومن ضمن الأمثلة على الطاقة المشعة ضوء الأشعة فوق البنفسجية وأشعة غاما .

2. الطاقة الحرارية

تعرف الطاقة الحرارية باسم الطاقة الحرارية التي تتولد بسبب الحركة السريعة للذرات ،  وذلك عند تصادمها مع بعضها البعض ،  ومن ضمن الأمثلة على الطاقة الحرارية الينابيع الساخنة ،  وحمام سباحة مدفأ .

3. الطاقة الصوتية

تنتج الطاقة الصوتية من خلال اهتزاز الجسم حيث تنتقل الطاقة الصوتية عبر الوسط ،  ولكن لا يمكنها السفر في الفراغ ،  حيث لا توجد جزيئات تعمل كوسيط ،  ومن أمثلة الطاقة الصوتية الشوكة الرنانة وقرع الطبول .

4. الطاقة الكهربائي

يمكننا الحصول على الطاقة الكهربائية من خلال الإلكترونات الحرة ذات الشحنة الموجبة والسالبة ،  ومن ضمن الأمثلة على الطاقة الكهربائية البرق والبطاريات أثناء الاستخدام .

5. الطاقة الميكانيكية

يعرف مجموع الطاقة الحركية والطاقة الكامنة باسم الطاقة الميكانيكية التي لا يمكن إنشاؤها أو تدميرها ،  ولكن يمكن تحويلها من شكل إلى آخر ،  ومن ضمن الأمثلة على الطاقة الميكانيكية دوران الأقمار الصناعية حول الأرض والسيارة المتحركة . ]3]

العوامل المؤثرة في طاقة الحركة

يوجد هناك عاملين يمكنهم التأثير في طاقة الحركة وهما السرعة والكتلة ، حيث أنه يوجد علاقة طردية أو تناسب طردي بين كتلة الجسم والطاقة الحركية ،  ويعني ذلك بأنه كلما زادت كتلة الجسم زادت حركته والعكس صحيح .

ونجد أيضًا أنه يوجد تناسب طردي بين الطاقة الحركية للجسم وبين مربع سرعة الجسم ، تؤثر زيادات السرعة على زيادات الطاقة بمقدار ضعف زيادات الكتلة .

كما أننا نستطيع معرفة الكتلة ،  والسرعة من خلال


قانون الطاقة الحركية

،



وهو الذي يرتبط بطاقة حركة الأجسام التي تدور ،  أو الأجسام التي لا تدور يتم معرفة الطاقة الحركية من خلال أن الطاقة الحركية تساوي 0.5×الكتلة×مربع سرعة الجسم . [4]

تعريف طاقة الوضع

وفقًا لتعريف المهندس والفيزيائي الأسكتلندي ويليام رانيكن في القرن التاسع عشر أن طاقة الوضع ،  أو الطاقة الكامنة هي ترتبط بنوع مميز من القوة حيث إنها الطاقة التي ترتبط بموقع الجسم بالنسبة للأشياء الأخرى .

يمكن أن يقوم الجسم بتخزين الطاقة نتيجة موقعه في حالة القوس والسهم يتم سحب القوس ،  حيث أنه بذلك يخزن قدر كبير من الطاقة وهو يصبح المسؤول عن الطاقة الحركية التي يكتسبها عند إطلاقه .

هي تعتبر الطاقة التي يحتفظ بها جسم ما بسبب موقعه بالنسبة للأشياء الأخرى أو الضغوط داخل نفسه أو شحنته الكهربائية أو العديد من العوامل الأخرى . [5]

ما هي العوامل التي تعتمد عليها طاقة الوضع

تعتبر


العوامل المؤثرة في طاقة الوضع


هي الارتفاع فوق الأرض والكتلة ،  حيث أنه كلما كان الجسم أثقل وزاد ارتفاعه فوق الأرض تزداد طاقة الوضع لديه ،  أو ما تعرف باسم طاقة الجاذبية الكامنة . [5]

نجد أن الكرة الفولاذية لديها طاقة كامنة مرفوعة فوق الأرض أكثر ،  مما هي عليه بعد سقوطها على الأرض ، حيث أنه في الوضع المرتفع يكون قادر على القيام بالمزيد من العمل ،  حيث أن الطاقة الكامنة تعتبر خاصية للنظام وليس لـ جسم أو جسيم فردي .

وقد تنشأ طاقة الوضع في الأنظمة ذات الأجزاء التي تمارس قوى على بعضها البعض بحجم يعتمد على التكوين أ،  و الوضع النسبي للأجزاء، في حالة نظام الكرة الأرضية تعتمد قوة الجاذبية بينهما فقط على المسافة التي تفصل بينهما ،  حيث يعتبر العمل المنجز في فصلهم بعيداً ،  أو عند رفع الكرة ينقل العديد من الطاقة إلى النظام ،  حيث يتم تخزينها كطاقة محتملة للجاذبية . [6]

طاقة الحركة وطاقة الوضع

طاقة الوضع هي عبارة عن طاقة مخزنة بينما الطاقة الحركية هي طاقة الأشياء التي تتحرك ، وقد تشمل طاقة الوضع العديد من الأشكال حيث يمكن اعتبار الطاقة الكيميائية أي قدرة المادة على القيام بالعمل ،  أو تطوير الحرارة من خلال تغيير تركيبها على أنها طاقة كامنة ناتجة عن القوى المشتركة بين جزيئاتها ،  وذراتها ،  وتعتبر الطاقة النووية من أشكال طاقة الوضع .

يمكن تحويل طاقة الوضع إلى طاقة حركة ،  وتعرف باسم الطاقة الحركية ،  وبالتالي إلى أشكال أخرى مثل الطاقة الكهربائية ، حيث أن المياه تتدفق خلف السد إلى مستويات منخفضة من خلال التوربينات التي تدير المولدات الكهربائية والتي تنتج طاقة كهربائية .

نجد أنه عبر التاريخ تم تضمين طاقة الوضع ،  وطاقة الحركة باعتبارها شكل من أشكال الطاقة الميكانيكية ،  بحيث يمكن حساب الطاقة الكلية الموجودة في أنظمة الجاذبية على أنها ثابتة . [6]