نبذة تعريفية عن “الطاقة الحركية” وكيفية حسابها رياضياً

2011 طاقة الحركة والوضع – فهم التغيرات داخل الأنظمة الفيزيائية

جنيفر فيغاس

KSAG

الطاقة الحركية كيفية حساب الطاقة الحركية الفيزياء

تمثل الطاقة الحركية الطاقة التي تحويها الأجسام عندما تكون في حالة حركة، وبإمكاننا مشاهدة هذه الطاقة والإحساس بها في أغلب الأحيان.

فإذا وضعنا حلقة مطاطية على وسادة فإن هذا العمل لن يترك أي أثر في الوسادة، لكن إذا قذفنا الحلقة على الوسادة ستترك قوة الحلقة أثراً ملحوظاً في الوسادة.

وإذا سبق لك أن تعرضت لضربة ناجمة عن حلقة مطاطية أو كرة بيسبول أو أي جسم آخر، لابدّ أنك لاحظت مدى القوة التي تنطوي عليها الطاقة الحركية، أما سبب ذلك فيكمن في أن طاقة الوضع المرتبطة بهذه الأجسام تحررت على شكل طاقة حركية.

 

ونستخدم المعادلة التالية لحساب الطاقة الحركية: (الطاقة الحركية= (الكتلة * السرعة²)/2.

ونستطيع التعبير عنها أيضاً كالتالي: (KE=1/2mv²)، لذلك نجد أن الطاقة الحركية تساوي نصف كتلة الجسم مضروبة بتربيع سرعته المتجهة. تمثل هذه السرعة المتجهة (المسافة مقسومة على الزمن) السرعة التي تسير باتجاه محدد.

وعلى عكس طاقة الوضع، هناك شكل واحد فقط للطاقة الحركية، غير أن أنماطاً مختلفة من الحركة يمكن أن تمثل الطاقة الحركية نذكر منها ثلاثة أنماط وهي: الحركة الاهتزازية، والدورانية، والانتقالية.

 

وتتمثل الطاقة الاهتزازية بالطاقة الناتجة عن اهتزاز أحد الأجسام، إذ يُعدّ هذا الاهتزاز شكلاً من أشكال الحركة، فالنقر على طبل أو على أي آنية من أواني المطبخ المعدنية، مثلاً، قد ينتج عنه طاقة اهتزازية نستطيع الإحساس بها.

ويمكننا الإحساس بالطاقة الدورانية إذا قمنا بفتل لعبة الأطفال المعروفة باسم "البلبل" فوق سطح منبسط.

وإذا وضعت يدك بمحاذاة البلبل أثناء دورانه من دون أن تلمسه ستشعر بحركة هواء بسيطة صادرة عنه؛ لأن حركة البلبل اللولبية تؤدي إلى إنتاج الطاقة الدورانية التي تقوم بتحريك الهواء المحيط بالبلبل.

 

وهناك أثر مشابه يحدث أثناء دوران الأرض، حيث يتحرك الغلاف الجوي فوق الأرض استجابة لحركة الأرض الدورانية.

أما الطاقة الحركية الانتقالية فتتمثل بالطاقة الناتجة عن انتقال جسم من مكان إلى آخر، ويُعدّ هذا النوع من الحركة من الأمثلة الشائعة عن الطاقة الحركية، فإذا قام أحدنا بالانتقال من مكان داخل الغرفة إلى مكان آخر، سيشعر بطاقة حركية انتقالية تتولد أثناء حركته.

وعندما يتوقف عن الحركة، سيعود إلى طاقة الوضع التي كان عليها قبل تحركه، حيث يظل متحفظاً بالطاقة الكامنة على الحركة من جديد، ونستطيع أن نؤكد بهذه الطريقة أن طاقتي الوضع والحركة صنوان لا يفترقان.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]