الطاقة: تعريفها وأنواعها

2015 علوم القرن الـ21 الطاقة والمادة

براون بير

k

الطاقة الفيزياء

يستمر الجسم في حركته – مثل الكرة التي تتدحرج على سطح الأرض – إلى ما لا نهاية إلا اذا وجد ما يؤثر عليه لإيقافه.

هذا «الشيء» هو القوة، في حالة مثال الكرة، يتمثل هذا «الشيء» في قوة الاحتكاك مع سطح الأرض، أو قوى رد الفعل إذا اصطدمت الكرة بجسم آخر.

وفي المقام الأول نحتاج قوة لبدء تدحرج الكرة. وكلما كانت كتلة الجسم أكبر كلما احتجنا إلى قوة أكبر لتحريك الجسم. كما نحتاج إلى قوة أكبر لتعجيل الجسم خلال فترات قصيرة.

عند تطبيق قوة لتحريك جسم ما نستخدم طاقة ونبذل شغلا. وتساوى كمية الشغل المبذول بواسطة قوة لتزيح جسماً مسافة ما، تساوي هذه الكمية حاصل ضرب مقــدار القــوة في المســافة- يقاس الشغل بوحدة الجول.

وبالتالي يمكن تعريف الطاقة بأنها القدرة على بذل الشغل، تأخذ الطاقة أشكالاً عدة. تظهر الطاقة الميكانيكية على شكلين: طاقة حركة و طاقة وضع.

فالجسم المتحرك، الكرة المتدحرجة مثلاً، تمتلك طاقة حركة خلال حركتها. والثقل الساقط نحو الأرض يمتلك طاقة وضع بسبب موضعه عن سطح الأرض (وطاقة حركة بسبب حركته). كما أن الزنبرك المضغوط يخزن طاقة وضع.

القدرة هي المعدل الزمني لبذل الشغل. فحمل صندوق ثقيل على درجات السلم يحتاج إلى توفير قدرة مناسبة. لكن حمل الصندوق جرياً على درجات السلم يحتاج قدرة أكبر بكثير. تقاس القدرة بوحدة الوات.