تعريف الطاقة الحركية

الطاقة الحركية (بالإنجليزية: Kinetic Energy) هي الطاقة التي يمتلكها جسم نتيجة حركته، وتتناسب بشكل مباشر مع سرعته وكتلته، وبما أن السرعة كمية متجهة؛ لها مقدار واتجاه، فإن الطاقة الحركية تعني الطاقة اللازمة لتغيير حالة حركة الجسم، سواء كان ذلك تسارعًا، أو تباطؤًا، أو تحويل حركته من اتجاه إلى آخر.[١][٢]


قانون الطاقة الحركية

قانون الطاقة الحركية (بالإنجليزية: Law of Kinetic Energy) هو قانون في الفيزياء يحدد كمية الطاقة الحركية التي يمتلكها جسم ما بناءً على كتلته وسرعته، وينص القانون على أن الطاقة الحركية لجسم ما تتناسب طرديًا مع مربع سرعته ومع كتلته، وبالتالي، كلما زادت سرعة الجسم أو كتلته، زادت طاقته الحركية، ويُكتب قانون الطاقة الحركية بالصيغة الآتية:[١][٢][٣]


الطاقة الحركية = (1/2) * ك * ع2

أو بالرموز الإنجليزية:

KE = 0.5 * m * v2


حيث إن:

  • KE: الطاقة الحركية (بوحدة جول).
  • m أو ك: الكتلة (بوحدة كيلوجرام).
  • v أو ع: السرعة (بوحدة متر في الثانية).


أنواع الطاقة الحركية

للطاقة عدة أنواع أو أشكال، وهي:[١]

  • الطاقة الإشعاعية: وهي الطاقة الحركية المتولدة نتجية حركة الإشعاعات عبر الفراغ مثل ضوء الأشعة فوق البنفسجية، وأشعة غاما.
  • الطاقة الحرارية: وهي الطاقة الحركية المتولدة نتيجة اصطدام الذرات ببعضها البعض مثل طاقة الينابيع الساخنة.
  • الطاقة الصوتية: وهي الطاقة الحركية الناتجة عن اهتزاز الأجسام، مثل الطاقة الناتجة عن الشوكة الرنانة وقرع الطبول.
  • الطاقة الكهربائية: وهي الطاقة الحركية الناتجة عن حركة الشحنات مثل طاقة البرق والبطارية.
  • الطاقة الميكانيكية: وهي الطاقة الحركية الناتجة عن حركة الأجسام مثل حركة السيارة أو دوران القمر الصناعة.


أمثلة على قانون الطاقة الحركية

فيما يلي بعض الأمثلة على قانون الطاقة الحركية:[١]



السؤال:

احسب الطاقة الحركية لجسم كتلته 200 كجم يتحرك بسرعة 15 م / ث.

الحل:

يمكن حساب الطاقة الحركية للجسم باستخدام قانون الطاقة الحركية كالآتي:

الطاقة الحركية = (1/2) * ك * ع2

أو بالرموز الإنجليزية:

KE = (1/2) * m * v2


وبتعويض القيم لدينا في القانون، سنحصل على:

KE = (1/2) * (200) * (152)

KE = 45000 J، أي أن الجسم يمتلك طاقة حركية مقدارها 45000 جول أو 45 كيلو جول.





السؤال:

احسب كتلة جسم يتحرك بسرعة 40 م / ث، ويمتلك طاقة حركية مقدارها 1500 جول.

الحل:

إعادة ترتيب معادلة الطاقة الحركية، ووضع الكتلة في موضع القانون لحسابها، كالآتي:

ك = 2 * مقدار الطاقة الحركية / (ع2)

أو بالرموز الإنجليزية:

m = 2 * KE / (v2)


وبتعويض القيم لدينا في القانون، سنحصل على:

m = 2 * KE / (v2)

m = 2 * 1500 / (402)

m = 1.87، أي أن كتلة الجسم تبلغ 1.87 كيلو جراماً.







المراجع

  1. ^ أ ب ت ث "Kinetic Energy", byjus, Retrieved 5/3/2023. Edited.
  2. ^ أ ب "What is kinetic energy?", khanacademy, Retrieved 5/3/2023. Edited.
  3. these concepts, calculating kinetic,of the velocity of movement. "What is kinetic energy?", ferrovial, Retrieved 5/3/2023. Edited.