عندما تسقط كرة من ارتفاع، فإنها تستقبل الطاقة من أحد أنواع الطاقة. توصل العلماء إلى أن مفهوم الطاقة يعني القدرة على بذل شغل، وهناك أنواع عديدة للطاقة. ومن هذا المنظور، نتعرف على نوع الطاقة التي تتلقاها الكرة عندما تسقط من ارتفاع معين.
الطاقة في الفيزياء
الطاقة ضرورية للحياة ولجميع الكائنات الحية. الشمس هي مصدر كل الطاقة على الأرض، بشكل مباشر أو غير مباشر، والقدرة على القيام بالعمل؛ الطاقة كمية محفوظة ينص قانون حفظ الطاقة على أن الطاقة لا تفنى ولا تفنى، ولكنها تتحول من شكل إلى آخر. وحدة الطاقة هي الجول، نسبة إلى جيمس بريسكوت جول. الجول هو وحدة مشتقة تساوي قوة نيوتن واحد على مسافة متر واحد، ولكن يتم التعبير عن الطاقة أيضًا بالعديد من الوحدات الأخرى التي لا تشكل جزءًا من وحدة النظام الدولي للوحدات. السعرات الحرارية البريطانية أو كيلووات/ساعة، والتي تتطلب عامل تحويل معبرًا عنه بوحدات SI للوحدات.
قانون الحفاظ على الطاقة
قانون حفظ الطاقة هو أحد القوانين الأساسية في الفيزياء وهو يتحكم في الحركة المجهرية للذرات الفردية في التفاعل الكيميائي. يقول قانون حفظ الطاقة أنه في النظام المغلق، أي المعزول عن بيئته، تكون الطاقة الكلية يتم حفظ النظام فقط من شكل إلى آخر. ينص قانون حفظ الطاقة على أن “الطاقة لا تفنى ولا تستحدث من العدم، ولكن يمكن أن تتحول من شكل إلى آخر”.
عندما تسقط الكرة من ارتفاع، تكتسب طاقة
عندما تسقط الكرة من ارتفاع فإنها تكتسب طاقة حركية عندما تكون الكرة في حالة سكون، ولكن عندما تسقط تكتسب طاقة حركية تساعدها على الهبوط إلى الأسفل إلى فئتين هما الطاقة الكامنة أو الطاقة الكامنة والطاقة الحركية، حيث الطاقة الكامنة: هي الطاقة المخزنة أو الثابتة، والطاقة الحركية: توجد طاقة في الشغل والحركة، مثلاً طاقة الكهرباء، الحرارة، الضوء، الحركة. والصوت. إنها طاقة حركية.
أنواع الطاقة
على الرغم من أن هناك العديد من أشكال الطاقة، إلا أنها تصنف على نطاق واسع إلى الطاقة الحركية والطاقة الكامنة.
- الطاقة الحركية: هي الطاقة المرتبطة بحركة الجسم والتي تكون قادرة على إحداث تغيرات أو قادرة على القيام بعمل ما. مثال على الطاقة الحركية هي الطاقة المرتبطة بالارتداد العشوائي المستمر للذرات أو الجزيئات. وتسمى هذه الطاقة أيضًا بالطاقة الحرارية لأن متوسط مجموعة الجزيئات هو ما يسمى بدرجة الحرارة، وذلك عندما تنتقل الطاقة الحرارية بين جسمين. ومن المعروف بالحرارة.
- الطاقة الكامنة أو الطاقة الكامنة: هي الطاقة المخزنة في جسم أو نظام من الأجسام. الطاقة الكامنة لديها القدرة على التحول إلى طاقة حركية أكثر وضوحا: الطاقة الكامنة = mxgx h.
أنواع الطاقة الحركية
بعد التعرف على أحد أمثلة الطاقة الحركية، وهي عندما تسقط كرة من ارتفاع وتكتسب طاقة حركية، من المهم التعرف على أنواع الطاقة الحركية لأن أنواع الطاقة الحركية المختلفة هي كما يلي:
- الطاقة المشعة: تشير الطاقة المشعة إلى الطاقة التي تنتقل عن طريق الموجات أو الجزيئات. يتم توليد هذه الطاقة من خلال الموجات الكهرومغناطيسية وعادة ما يشعر بها الإنسان على شكل حرارة.
- الطاقة الحرارية: نشعر بها على شكل حرارة أو دفء لأن الطاقة الحرارية تصف مستوى النشاط بين الذرات والجزيئات في الجسم. ومن أمثلة الطاقة الحرارية: الطاقة الحرارية الأرضية، والتي تأتي من انهيار المعادن الطبيعية والنشاط البركاني للأرض.
- الطاقة الصوتية: حيث يدرك الإنسان الاهتزازات التي تصل إلى الأذن البشرية على أنها صوت وينتقل الاضطراب على شكل موجات عبر وسط يشبه الهواء ويصل إلى طبلة الأذن، فتتحول هذه الاهتزازات إلى إشارات كهربائية في طبلة الأذن وترسل إلى الدماغ، وهذا ما يفسر الإحساس بالصوت.
- الطاقة الكهربائية: هي الطاقة المولدة من تدفق الإلكترونات سالبة الشحنة حول دائرة كهربائية تسمى الطاقة الكهربائية.
- الطاقة الميكانيكية: الطاقة الميكانيكية هي الطاقة المرتبطة بالحركة الميكانيكية للأشياء.
أنواع الطاقة المحتملة
عندما تسقط الكرة من ارتفاع، فإنها تكتسب طاقة حركية، ولكن قبل أن تسقط تكون لديها طاقة وضع. تشمل الأنواع المختلفة من الطاقة الكامنة ما يلي:
- طاقة الجاذبية الكامنة: طاقة الجاذبية الكامنة هي الطاقة المخزنة في جسم ما نتيجة لموقعه الرأسي أو ارتفاعه. يحتوي الكتاب الموجود على رف مرتفع على طاقة جاذبية أكبر من الكتاب الموجود على رف منخفض.
- طاقة الوضع المرنة: طاقة الوضع المرنة هي الطاقة التي يتم تخزينها بسبب تشوه الجسم المرن. يتم تخزين الطاقة حتى زوال القوة ويعود الجسم إلى شكله الأصلي. يمكن أن يشمل التشوه الضغط على الجسم أو سحبه أو لفه.
- طاقة الوضع الكيميائية: طاقة الوضع الكيميائية هي الطاقة المخزنة في الروابط الكيميائية للمادة، وهي الطاقة التي يمكن امتصاصها وإطلاقها نتيجة التغير في عدد جزيئات نوع معين.
- الطاقة الكهربائية الكامنة: الطاقة الكهربائية الكامنة هي الطاقة اللازمة لتحريك شحنة مقابل مجال كهربائي. ومن أمثلة الطاقة الكامنة الكهربائية إطفاء المصباح الكهربائي والتلفزيون قبل تشغيله.
وفي نهاية هذا المقال سنلخص أهم جوانبه التي وجدت إجابة السؤال: عندما تسقط كرة من ارتفاع معين، ما هي الطاقة التي يتم الحصول عليها؟ وتم تحديد أنواع مختلفة من الطاقة، بما في ذلك الطاقة الحركية والطاقة الكامنة، وتم إعطاء أمثلة توضيحية.