تعرّف الطاقة الحركية بأنها شكل من أشكال الطاقة التي يمتلكها الجسم مهما كان حجمه بسبب حركته، وتُعرّف أيضًا بأنها الشغل اللازم لتسريع جسم يمتلك كتلة معينة؛ من السكون إلى سرعة معينة، وبمجرد وصول الجسم للسرعة المطلوبة تبقى قيمة الطاقة الحركية ثابتة ما لم تتغير سرعة الجسم، أي أن يتباطأ أو يتسارع، وبالتالي فإن الطاقة الحركية غير ثابتة لأي جسم يتحرك بسرعة غير ثابتة، وتعتبر الطاقة الحركية كمية قياسية يتم وصفها بالقيمة فقط دون الحاجة للاتجاه.
ما هي الطاقة الحركية؟
تعرّف الطاقة الحركية بأنها شكل من أشكال الطاقة التي يمتلكها الجسم مهما كان حجمه بسبب حركته، وتُعرّف أيضًا بأنها الشغل اللازم لتسريع الجسم يمتلك كتلة معينة من السكون إلى سرعة معينة، وبمجرد وصول الجسم للسرعة المطلوبة تبقى قيمة الطاقة الحركية ثابتة ما لم تتغير سرعة الجسم، أي أن يتباطأ أو يتسارع، وبالتالي فإن الطاقة الحركية غير ثابتة لأي جسم يتحرك بسرعة غير ثابتة، وتعتبر الطاقة الحركية كمية قياسية يتم وصفها بالقيمة فقط دون الحاجة للاتجاه.[١][٢][٣]
قانون الطاقة الحركية
الطاقة الحركية لجسم ما تساوي نصف حاصل ضرب كتلة الجسم بمربع السرعة الخاصة به، ويمكن التعبير عنها رياضيًا بما يلي:[١][٢][٣]
الطاقة الحركية = (1/2) * الكتلة * مربع السرعة
أو بالرموز الإنجليزية:
حيث إن:
- KE: الطاقة الحركية.
- m: كتلة الجسم.
- v: سرعة الجسم.
وحدة قياس الطاقة الحركية
تبعا للنظام العالمي لقياس الوحدات (SI units) يتم قياس الطاقة الحركية بوحدة جول (Joule (J)) والتي تساوي .
أمثلة على الطاقة الحركية
للطاقة الحركية أمثلة عديدة في حياتنا، منها: [٤]
- حركة السيارة.
- خروج الرصاصة من المسدس.
- تحليق الطائرة.
- قطار الملاهي.
- زخات الشهب.
- محطات الطاقة الكهرومائية.
- محطات توليد الطاقة الكهربائية بواسطة طواحين الهواء.
أنواع الطاقة الحركية
هناك خمسة أنواع من الطاقة الحركية، وهي كالآتي:[١][٢][٣]
- الطاقة الإشعاعية: هي نوع من الطاقة الحركية التي تتحرك دائما عبر الوسط أو الفضاء، مثل ضوء الأشعة فوق البنفسجي وأشعة غاما.
- الطاقة الحرارية: هي طاقة ناتجة عن اصطدام الذرات ببعضها البعض، مثل الطاقة الحرارية في الينابيع الساخنة، وحمامات السباحة المدفئة.
- الطاقة الصوتية: تنتج الطاقة الصوتية عن طريق اهتزاز الجسم، حيث تنتقل هذه الطاقة عبر الوسط، ولكن لا يمكنها الانتقال في الفراغ، وذلك بسبب عدم وجود جزيئات تعمل كوسيط لانتقالها، مثل الموجات الصوتية الناتجة عن الشوكة الرنانة وقرع الطبول.
- الطاقة الكهربائية: يتم الحصول على الطاقة الكهربائية من الإلكترونات الحرة ذات الذات الشحنات الموجبة والسالبة، ومن الأمثلة على الطاقة الحركية الكهربائية البرق والبطاريات أثناء الاستخدام.
- الطاقة الميكانيكية: تعتبر الطاقة الميكانيكية بأنها مجموع الطاقتين الحركية والكامنة، والتي لا يمكن إنشاؤها أو تدميرها، بل يمكن الحصول عليها عن طريق تحويلها من شكل إلى آخر، ويعتبر دوران الأقمار الصناعية حول الأرض والسيارة المتحركة من الأمثلة على الطاقة الميكانيكية.
أمثلة على حساب الطاقة الحركية
فيما يلي بعض الأمثلة الحسابية على قانون الطاقة الحركية:[١][٢][٣]
احسب الطاقة الحركية لجسم كتلته 200 كجم يتحرك بسرعة 15 م / ث.
يمكن حساب الطاقة الحركية للجسم باستخدام المعادلة الآتية:
بالتعويض عن القيم في المعادلة أعلاه، نحصل على قيمة الطاقة الحركية (KE):
45000 جول أو 45 كيلو جول
احسب كتلة جسم ما يسير بسرعة 20 م/ث، ويمتلك طاقة حركية مقدارها 1000 جول.
أولًا: نكتب قانون الطاقة الحركية، ونعيد ترتيبه بوضع الكتلة في موضع القانون:
وبوضع الكتلة في موضع القانون، نحصل على:
وبتعويض القيم في القانون أعلاه، نحصل على قيمة الكتلة بالغرامات:
الكتلة (m) = 5000 غرام أو 5 كيلو غرام
المراجع
- ^ أ ب ت ث "Kinetic Energy", byjus, Retrieved 14/3/2023. Edited.
- ^ أ ب ت ث "What Is Kinetic Energy? Kinetic Energy Examples", sciencenotes, Retrieved 14/3/2023. Edited.
- ^ أ ب ت ث "kinetic energy", britannica, Retrieved 14/3/2023. Edited.
- ↑ "13 Examples of Kinetic Energy in Everyday Life", studiousguy, Retrieved 14/3/2023. Edited.
