مجلة عالم التكنولوجيا
مجلة تكنولوجية شاملة

كيف تعمل الطاقة الكامنة والحركية معًا لتحريك العالم؟

6

عالم التكنولوجيا     ترجمة 

 

إذا سبق لك أن لعبت الجيتار أو أشعلت نارًا، أو قفزت من طائرة فستكون على دراية بالعلاقة بين الطاقة الكامنة والطاقة الحركية.

بعبارات بسيطة: الطاقة الحركية هي طاقة الجسم بحكم حركته بجميع أشكاله، والطاقة الكامنة هي الطاقة الكامنة في الجسم بحكم موقعه النسبي مع الأشياء الأخرى، وشحنته الكهربائية، وتركيبه الكيميائي وعوامل أخرى.

ويرتبط نوعا الطاقة ارتباطًا وثيقًا ببعضهما البعض بطريقة تتغير باستمرار ولكن دائمًا في حالة توازن.

 

– ما هي أنواع الطاقة الحركية؟

 

1- الطاقة المشعة:

هي شكل من أشكال الطاقة الحركية المنقولة بالإشعاع الكهرومغناطيسي، وأفضل تمثيل لها بالإشعاع أو الضوء؛ حيث تنتقل دون حركة الكتلة.

وتشمل أمثلة الطاقة المشعة: ضوء الأشعة تحت الحمراء الذي يشع من موقد ساخن، والدفء من أشعة الشمس المباشرة.

2- الطاقة الحرارية:

هي شكل من أشكال الطاقة الحركية التي تنتجها حركة الذرات الفردية التي تصطدم ببعضها البعض.

وكلما زادت إثارة الذرات زادت سرعة حركتها وبالتالي زادت الطاقة الحركية التي تمتلكها. وعندما تصطدم مع ذرات أخرى فإن هذه الطاقة الحركية يتم اختبارها على أنها حرارة.

3- الطاقة الصوتية:

هي شكل من أشكال الطاقة الحركية الناتجة عن اهتزاز الجسم الذي ينتقل من خلال إزاحة المادة في وسط مثل الهواء أو الماء.

ومع ذلك، وبدون جزيئات لتحل محله، لا يمكن للصوت السفر، ولهذا السبب لا يوجد صوت في الفراغ مثل الفضاء الخارجي. بالإضافة إلى ذلك يمكن أن تحمل المواد الأكثر كثافة الأصوات إلى مسافة أبعد، مثل السونار في المحيط مقابل قرع الجرس على الشاطئ.

4- الطاقة الكهربائية:

هي أيضًا شكل من أشكال الطاقة الحركية، التي تنتج عن تدفق الإلكترونات الحرة في الدائرة. وهذا الشكل من الطاقة الحركية ضروري لعالمنا الحديث؛ لأن هذا هو ما يوفر القوة لكثير من تقنيتنا الحديثة.

5- الطاقة الميكانيكية:

هي الشكل الأكثر وضوحًا للطاقة الحركية لأن هذا هو الشكل الذي نراه في كل مكان تقريبًا، سواء رياح سائدة تحول شفرات توربينات الرياح، أو حافلة تتدحرج عبر تقاطع، أو قطار أفعواني يتدحرج على منحدر للتسارع فقط لإبطاء سرعته مرة أخرى عندما يصل إلى التل التالي.

– على ماذا تعتمد الطاقة الحركية؟

تعتمد الطاقة الحركية على الطاقة الكامنة من أجل التحرك. وينص “قانون نيوتن الثاني للحركة” على أن الجسم المتحرك سيبقى متحركًا في خط مستقيم ما لم يتم التأثير فيه بواسطة قوة خارجية، وأن الجسم الساكن يميل بقوة نحو البقاء في حالة سكون.

لذا فإن محاولة دحرجة صخرة كبيرة استقرت في منتصف حقل تتطلب الكثير من مدخلات الطاقة الخارجية، بينما عندما تصل تلك الصخرة نفسها إلى تل وتبدأ في التدحرج لأسفل يصبح من الأسهل تسريعها كلما تحركت بشكل أسرع.

على العكس من ذلك فإن تلك الصخرة التي تتدحرج أسفل التل بشكل لا يمكن السيطرة عليه سوف تستهلك قدرًا أكبر من الطاقة للإبطاء أو التوقف، وهو أمر واضح إذا كنت قد رأيت كتلة كبيرة تتدحرج أسفل تل وتضرب شيئًا ما. في هذه الأثناء لا يتطلب أي جسم في حالة سكون تامة أي طاقة على الإطلاق للتباطؤ أو التوقف.

 

– ما هي أنواع الطاقة الكامنة التي يمكن تحويلها مباشرة إلى طاقة حركية؟

1- الطاقة الكيميائية:

هي الطاقة المخزنة في الروابط بين الذرات التي تشكل الجزيئات، ومن خلال كسر هذه الروابط أو تغيير تكوين الجزيئات يمكنك إطلاق بعض هذه الطاقة المخزنة لإنتاج الطاقة الحركية.

ومن أكثر الطرق شيوعًا للقيام بذلك هي حرق مادة كوقود لتحويل تلك الطاقة إلى طاقة حرارية، مثل حرق الخشب في مدفأة لتدفئة الغرفة.

2- الطاقة الميكانيكية:

في حين أنها شكل من أشكال الطاقة الحركية فهي أيضًا شكل من أشكال الطاقة الكامنة.

وأحد الأشكال الشائعة للطاقة الميكانيكية الكامنة هو التوتر، مثل ضغط الزنبرك أو لف الحبل، والذي يمكن بعد ذلك إطلاقه بحيث يدور في الاتجاه المعاكس لتحرير التوتر المتأصل. والشريط المطاطي هو أيضًا مثال على الطاقة الميكانيكية الكامنة المرتبطة بمرونة المطاط.

3- الطاقة النووية:

هي شكل مهم آخر من أشكال الطاقة الكامنة. وتشير الطاقة النووية إلى الكمية الهائلة من الطاقة التي تحافظ على نواة الذرة معًا والتي يمكن إطلاقها إذا انفصلت نواة الذرة أو اندمجت نواتان ذريتان معًا.

والطاقة النووية مسؤولة عن إنتاج طاقة حركية مشعة على شكل ضوء وأشعة جاما وأشكال أخرى من الإشعاع، مثل تلك الناتجة عن اندماج الشمس النووي أو الإشعاع الناتج عن الانشطار النووي للقنبلة الذرية.

4- طاقة الجاذبية:

هي الطاقة الكامنة المخزنة في جسم ما كدالة لبعده عن مركز الجاذبية، وغالبًا ما يتم اختباره على أنه السقوط الحر من ارتفاع معين.

على سبيل المثال: كوب ماء على حافة طاولة لديه طاقة جاذبية محتملة يتم إطلاقها كطاقة حركية ميكانيكية عندما تأتي قطة وتدفعها بعيدًا عن حافة الطاولة.

المصدر:

How Potential and Kinetic Energy Work Together to Move the World

 

اقرأ أيضًا:

 

الرابط المختصر :
close

مرحبا 👋

سعداء بالتواصل معكم
قم بالتسجيل ليصلك كل جديد

نحن لا نرسل البريد العشوائي! اقرأ سياسة الخصوصية الخاصة بنا لمزيد من المعلومات.

اترك رد

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.