الطاقة الحركية

المحتوى

• الفرق بين الطاقة الحركية والطاقة الكامنة
• صيغة حساب الطاقة الحركية
• تمارين الطاقة الحركية
• أمثلة على الطاقة الحركية
• أنواع أخرى من الطاقة

ال الطاقة الحركية إنه ما يكتسبه الجسم بسبب حركته ويتم تعريفه على أنه مقدار العمل اللازم لتسريع الجسم في حالة الراحة والكتلة المحددة حتى السرعة المحددة.

قال الطاقة يتم الحصول عليها من خلال تسارع ، وبعد ذلك سيبقي الجسم متطابقًا حتى تتغير السرعة (تتسارع أو تبطئ) لذلك ، للتوقف ، سوف يتطلب الأمر عملًا سلبيًا بنفس حجم طاقته الحركية المتراكمة. وبالتالي ، فكلما زاد الوقت الذي تؤثر فيه القوة الأولية على الجسم المتحرك ، زادت السرعة التي تم الوصول إليها وزادت الطاقة الحركية التي تم الحصول عليها.

الفرق بين الطاقة الحركية والطاقة الكامنة

تضيف الطاقة الحركية ، إلى جانب الطاقة الكامنة ، إجمالي الطاقة الميكانيكية (E_م = هـ_ج + إي_ص). هاتان الطريقتان الطاقة الميكانيكية، الحركية والإمكانيات ، تتميز بأن الأخيرة هي مقدار الطاقة المرتبطة بالموضع الذي يشغله كائن في حالة السكون ويمكن أن تكون من ثلاثة أنواع:

• طاقة الجاذبية الكامنة. يعتمد ذلك على الارتفاع الذي توضع عليه الأشياء والجاذبية التي ستؤثر عليها الجاذبية.
• الطاقة الكامنة المرنة. هو الذي يحدث عندما يستعيد جسم مرن شكله الأصلي ، مثل الزنبرك عندما يتم فك ضغطه.
• طاقة الوضع الكهربائي. وهو موجود في الشغل الذي يقوم به مجال كهربائي معين ، عندما تنتقل شحنة كهربائية بداخله من نقطة في المجال إلى ما لا نهاية.

أنظر أيضا: أمثلة على الطاقة الكامنة

صيغة حساب الطاقة الحركية

يتم تمثيل الطاقة الحركية بالرمز E_ج (أحيانًا أيضًا E_– أو E.₊ أو حتى T أو K) وصيغتها الحسابية التقليدية هي و_ج = ½. م. الخامس²حيث تمثل m الكتلة (بالكيلو جرام) وتمثل v السرعة (م / ث). وحدة قياس الطاقة الحركية هي الجول (J): 1 J = 1 كجم. م²/ س².

بالنظر إلى نظام الإحداثيات الديكارتية ، فإن صيغة حساب الطاقة الحركية سيكون لها الشكل التالي: و_ج= ½. م (ẋ² + ẏ² + ¿²)

تختلف هذه الصيغ في الميكانيكا النسبية وميكانيكا الكم.

تمارين الطاقة الحركية

1. سيارة وزنها 860 كجم تتنقل بسرعة 50 كم / ساعة. ماذا ستكون طاقته الحركية؟

أولاً نقوم بتحويل 50 km / h إلى m / s = 13.9 m / s ونطبق صيغة الحساب:

و_ج = ½. 860 كجم (13.9 م / ث)² = 83000 جول.

1. يتدحرج حجر كتلته 1500 كجم على أحد التلال بتراكم طاقة حركية قدرها 675000 ج. بأي سرعة يتحرك الحجر؟

منذ Ec = ½. م² لدينا 675000 J = ½. 1500 كجم الخامس²، وعند حل المجهول ، علينا أن v² = 675000 ج. 2/1500 كجم. 1 ، من أين الخامس² = 1350000 جول / 1500 كجم = 900 م / ثوأخيرًا: الخامس = 30 م / ث بعد حل الجذر التربيعي للرقم 900.

أمثلة على الطاقة الحركية

1. رجل على لوح تزلج. يختبر لوح التزلج على الخرسانة U كل من الطاقة الكامنة (عندما يتوقف عند نهاياته للحظة) والطاقة الحركية (عندما يستأنف الحركة لأسفل ولأعلى). سيكتسب المتزلج ذو كتلة الجسم الأكبر طاقة حركية أكبر ، ولكن أيضًا الشخص الذي يسمح له لوح التزلج بالسير بسرعات أعلى.
2. إناء خزفي يقع. نظرًا لأن الجاذبية تعمل على إناء الخزف المتعثر عن طريق الخطأ ، فإن الطاقة الحركية تتراكم في جسمك أثناء نزولها ويتم إطلاقها عند اصطدامها بالأرض. يعمل العمل الأولي الناتج عن التعثر على تسريع كسر الجسم لحالة التوازن ويتم الباقي بواسطة جاذبية الأرض.
3. كرة ملقاة. من خلال طباعة قوتنا على كرة في حالة السكون ، نقوم بتسريعها بدرجة كافية بحيث تقطع المسافة بيننا وبين زميل في اللعب ، وبالتالي نعطيها طاقة حركية والتي عند التعامل معها ، يجب على شريكنا أن يتصدى لها بعمل مساوي أو أكبر. وبالتالي توقف الحركة. إذا كانت الكرة أكبر ، فسيستغرق إيقافها جهدًا أكبر مما لو كانت صغيرة.
4. حجر على منحدر التل. لنفترض أننا دفعنا صخرة إلى أعلى منحدر التل. يجب أن يكون العمل الذي نقوم به عند دفعه أكبر من الطاقة الكامنة للحجر وجاذبية الجاذبية على كتلته ، وإلا فلن نتمكن من تحريكه لأعلى ، أو الأسوأ من ذلك ، سوف يسحقنا. إذا كان الحجر ، مثل سيزيف ، ينحدر على المنحدر المعاكس إلى الجانب الآخر ، فإنه سيطلق طاقته الكامنة إلى طاقة حركية أثناء هبوطه. تعتمد هذه الطاقة الحركية على كتلة الحجر والسرعة التي يكتسبها في سقوطه.
5. عربة قطار الملاهي تكتسب الطاقة الحركية عند سقوطها وتزيد سرعتها. قبل لحظات من هبوطها ، سيكون للعربة إمكانات وليس طاقة حركية ؛ ولكن بمجرد بدء الحركة ، تصبح كل الطاقة الكامنة حركية وتصل إلى أقصى نقطة لها بمجرد انتهاء السقوط وبدء الصعود الجديد. بالمناسبة ، ستكون هذه الطاقة أكبر إذا كانت العربة مليئة بالناس مما لو كانت فارغة (سيكون لها كتلة أكبر).

أنواع أخرى من الطاقة

الطاقة الكامنة	الطاقة الميكانيكية
طاقة هيدروالكترونية	الطاقة الداخلية
الطاقة الكهربائية	طاقة حرارية
الطاقة الكيميائية	طاقة شمسية
قوة الرياح	الطاقة النووية
الطاقة الحركية	الطاقة السليمة
طاقة السعرات الحرارية	الطاقة الهيدروليكية
الطاقة الحرارية الأرضية