أنواع الطاقة الميكانيكية “الطاقة الحركية وطاقة الوضع”

2015 علوم القرن الـ21 الطاقة والمادة

براون بير

k

الطاقة الحركية طاقة الوضع الطاقة الميكانيكية الفيزياء

للكتلة المتحركة طاقة حركة. يمكن أن تكون هذه الطاقة طاقة انتقالية، بسبب حركة الجسم على مسارٍ خطي ، أو طاقة حركة دورانية، لجسم يدور حول محوره.

كما يمكن للكتلة أن تمتلك طاقة وضع نتيجة موضعها (بالنسبة لنقطة مرجعية) – يُسمى هذا النوع من الطاقة طاقة الوضع التثاقلية– أو نتيجة تشويه ما، مثل تمدد أو انضغاط زنبرك (عن وضعه الطبيعي)– وتُسمى الطاقة في هذه الحالة طاقة وضع مرونية. طاقة الحركة وطاقة الوضع يُشكلان نوعي الطاقة الميكانيكية.

 

طاقة الحركة وطاقة الوضع

تساوي طاقة حركة جسم ما حاصل ضرب نصف الكتلة في مربع السرعة. تتناسب طاقة الحركة الانتقالية طردياً مع مربع سرعة الجسم، ولهذه الحقيقة نتائج مهمة.

مثلاً، إذا زادت سرعة الجسم إلى الضعفين زادت طاقة حركتها بأربعة أضعاف. ولهذا السبب نجد أن العامل الرئيس في درجة الدمار في حالات التصادم هو السرعة وليس الكتلة.

فالسيارة التي تسير بسرعة 80 ميل في الساعـة (130 كم/ ساعة) لها طاقة حركة تساوي 16 ضعف طاقة حركة سيارة مماثلة أخرى تسير بسرعة 20 ميل في الساعة (32 كم/ ساعة).

 

يمكن لكتلة ما أن تمتلك أيضاً طاقة بسبب موضعها بالنسبة لسطح الأرض – تُسمى طاقة الوضع التثاقلية – أو بسبب تشويه في أبعادها – تُسمى طاقة وضع مرونية.

يُساوي مقدار طاقة الوضع التثاقلية التي يمتلكها أو «يخزنها» جسم ما حاصل ضرب كتلة الجسم في مقدار ارتفاعه عن سطح الأرض في عجلة الجاذبية (عجلة السقوط الحر)1.

ولذلك كلما كانت كتلة الجًسم أكبر أو على ارتفاع أكبر من سطح الأرض كلما كانت طاقة الوضع التثاقلية أكبر.

 

المترجم

1. تستدعي دقة النص على أن هذه العلاقة صحيحة على اعتبار سطح الأرض المستوى المرجعي لحساب طاقة الوضع التثاقلية.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]