الطاقة موجودة في كل مكان وتأتي بأشكال عديدة، مع أكثر الشكلين شيوعًا المعروفين باسم الطاقة الكامنة والطاقة الحركية، على الرغم من اختلافهم الشديد من حيث كيفية تفاعلهم مع العالم المادي، إلا أن لديهم جوانب معينة تجعلهم مكملين لبعضهم البعض، وفي هذا المقال سنوضح ماذا تسمى الطاقة التي يحتفظ بها الجسم
ماذا تسمى الطاقة التي يحتفظ بها الجسم
- تُسمى الطاقة التي يحتفظ بها الجسم، بطاقة الموضع أو الطاقة الكامنة، تُعرَّف الطاقة الوضعية بأنها الطاقة المخزنة التي يمتلكها النظام، نتيجة للمواضع النسبية لمكونات ذلك النظام.
- الطاقة الكامنة هي الطاقة الكامنة في الجسم الساكن، وهي واحدة من شكلين من أشكال الطاقة، الشكل الآخر، الطاقة الحركية، هو الطاقة التي يعبر عنها جسم متحرك.
- طاقة الموضع هي مفهوم أساسي لأي مناقشة قائمة على الفيزياء، وواحدة من أكثر المتغيرات تأثيرًا في الصيغ التي تصف كوننا المعروف.
- تعتمد الطاقة الثابتة الفعلية لجسم ما على موضعه بالنسبة للأجسام الأخرى، على سبيل المثال، يحتوي الطوب على طاقة كامنة معلقة من مبنى مكون من طابقين أكثر من تلك الموجودة على الأرض، ذلك لأن موقع الطوب النسبي بالنسبة للأرض يمنحه المزيد من الطاقة.
- يمكن تطبيق نفس المبدأ على أي مقياس، سواء كان مجريًا أو ذريًا، في الواقع، تمتلك الذرات طاقة كامنة أيضًا، على الرغم من أن حركتها المستمرة تحول الكثير من طاقتها الكامنة إلى طاقة حركية.
أمثلة على الطاقة الموضعية
- تتجلى الطاقة الكامنة بطرق مختلفة، على سبيل المثال، تمتلك الأجسام المشحونة كهربائيًا طاقة كامنة نتيجة موقعها في مجال كهربائي.
- تحتوي المادة المتفجرة على طاقة كيميائية كامنة تتحول إلى حرارة وضوء وطاقة حركية عند تفجيرها.
- تمتلك النوى الموجودة في الذرات طاقة كامنة، تتحول إلى أشكال أكثر فائدة من الطاقة في محطات الطاقة النووية.
اقرأ أيضا: من أنواع النقل السلبي
كيفية حساب الطاقة الكامنة
- تشير الطاقة إلى قدرة كائن أو نظام على أداء العمل، وتأتي بأشكال عديدة منها الميكانيكية، والحرارية والكيميائية والنووية، وغيرها.
- يشير العمل إلى نقل الطاقة من جسم إلى آخر، وله علاقة وثيقة بالطاقة الحركية، أما القوة فهي المعدل الذي تنتقل به الطاقة بين جسمين أو أكثر، ترتبط هذه المفاهيم الثلاثة ارتباطًا وثيقًا، ويتطلب فهم كل مفهوم سياق الآخرين.
- تُقاس الطاقة والعمل باستخدام الجول، الذي سمي على اسم جيمس بريسكوت جول، الفيزيائي المسؤول عن إنشاء الصيغ التي تجعل من تحويل الطاقة منطقيًا.
- ُقاس الطاقة والعمل باستخدام نفس الوحدات لأنهما وجهان لعملة واحدة – فالعمل هو مجرد طاقة متحركة.
- يمكن قياس الطاقة بالوات، القوة الكهربائية هي قياس توليد الحرارة، في أي وقت يتم نقل الطاقة، يتم توليد الحرارة، وكلما زادت سرعة نقلها، يتم إنشاء المزيد من الحرارة.
- طريقة سهلة لتصور هذا التفاعل هي بيديك، عندما تشعر بالبرد، يمكنك فرك يديك معًا للتدفئة، فكر الآن في اهتزاز يديك معًا بأسرع ما يمكنك تحريكهما، يتم استخدام المزيد من الطاقة، مما يعني إنجاز المزيد من العمل، يتطلب هذا العمل مزيدًا من الطاقة، مما يولد مزيدًا من الحرارة.
- الطاقة الكامنة لأي جسم هو قياس قدرته على القيام بعمل، وتوليد الحرارة وتوليد الطاقة، لهذا السبب، فإن حساب الطاقة الكامنة لجسم ما هو مجموع كتلته، والمسافة من الأرض، والشحنة الكهربائية، والمسافة من الأجسام الأخرى، والقوى المرنة الداخلية .
اقرأ أيضا: ماهو مفهوم الطاقة
ما هي الطاقة الحركية
الطاقة الحركية هي طاقة الكتلة المتحركة، وهي الطاقة التي يمتلكها بسبب حركته.
في الميكانيكا النيوتونية (الكلاسيكية)، التي تصف الأجسام العيانية التي تتحرك بجزء صغير من سرعة الضوء، يمكن حساب الطاقة الحركية ( E ) لجسم ضخم متحرك بنصف كتلته ( م ) مضروبًا في مربع سرعته ( ت ).
شرح الطاقة المحتملة الكامنة والحركية
- قبل فهم أي شكل من أشكال الطاقة، من الضروري فهم ماهية الطاقة، في أبسط العبارا، الطاقة هي القدرة على القيام بشغل، أي عندما يتم تطبيق قوة على جسم ما ويتحرك.
- الطاقة الكامنة هي أحد نوعي الطاقة الرئيسيين في الكون، إنها شكل من أشكال الطاقة لديها القدرة على القيام بعمل، ولكنه لا يقوم بعمل نشط أو تطبيق أي قوة على أي كائنات أخرى، توجد هذه الطاقة للجسم في موضعه، وليس حركته. ماذا تسمى الطاقة التي يحتفظ بها الجسم
- عندما يتم إزاحة الأشياء من مواضع التوازن، فإنها تكتسب الطاقة التي تم تخزينها في الكائنات، قبل إخراجها من التوازن عن طريق الارتداد المرن أو الجاذبية أو التفاعلات الكيميائية.
- يعد فهم الطاقة الحركية أسهل بشكل حدسي، لأنه من الواضح أن الأشياء المتحركة بها طاقة.
- يتم إنشاء الطاقة الحركية عندما يتم إطلاق الطاقة الموضعية، وتحفيزها للحركة بواسطة الجاذبية أو القوى المرنة، من بين المحفزات الأخرى.
- الطاقة الحركية هي طاقة المحرك، عندما يتم العمل على جسم ما ويتسارع، فإنه يزيد من الطاقة الحركية للجسم، أهم العوامل التي تحدد الطاقة الحركية هي الحركة (تقاس بالسرعة) وكتلة الجسم المعني.
- في حين أن الكتلة هي قياس عالمي، يمكن أن تحدث حركة الجسم بعدة طرق مختلفة، بما في ذلك الدوران حول المحور، أو الاهتزاز أو أي مجموعة من هذه الحركات.
- هناك ثلاث فئات فرعية للطاقة الحركية: الاهتزازية والدورانية والمتعددة.
- ليس من المستغرب أن تكون الطاقة الحركية الاهتزازية ناتجة عن اهتزاز الأجسام، يتم إنشاء الطاقة الحركية الدورانية عن طريق الأجسام المتحركة، بينما تنتج الطاقة الحركية الانتقالية عن اصطدام الأجسام ببعضها البعض.
- تشتمل هذه الفئات الفرعية الثلاث للطاقة الحركية، على كل الطاقة المتحركة تقريبًا في جميع أنحاء الكون المعروف.
ما هي الاختلافات بين الطاقة الكامنة والحركية
- الفرق الرئيسي بين الطاقة الكامنة والحركية، هو أن أحدهما هو طاقة ما يمكن أن يكون، والآخر هو طاقة ما هو موجود، بمعنى آخر، الطاقة الكامنة ثابتة، مع إطلاق الطاقة المخزنة، بينما الطاقة الحركية هي الطاقة المتحركة التي تستخدم بنشاط الطاقة للحركة.
- الفرق الآخر هو السرعة، هذا القياس هو أساس الطاقة الحركية، ومع ذلك لا علاقة له بطاقة الوضع، في الواقع، تعد السرعة أهم جزء في المعادلة عند تحديد مقدار الطاقة الحركية لأي جسم معين، وهي غير موجودة في معادلة الطاقة الثابتة.
المراجع
