عندما تسقط الكرة من ارتفاع ، فإنها تكتسب طاقة من أحد أنواع الطاقة ، حيث استنتج العلماء أن مفهوم الطاقة يعني القدرة على القيام بالعمل ، وأن تلك الطاقة تجعل التغيير في الأجساد ممكنًا ، وبالطبع نستخدمها للقيام بالأشياء ، وهناك أنواع عديدة من الطاقة ، من وجهة النظر هذه ، سنتعرف على نوع الطاقة التي تكتسبها الكرة أثناء سقوطها من أي ارتفاع.
الطاقة في الفيزياء
الطاقة ضرورية للحياة ولجميع الكائنات الحية. الشمس ، بشكل مباشر أو غير مباشر ، هي مصدر كل الطاقة المتاحة على الأرض. في الفيزياء ، تُعرَّف الطاقة بأنها القوة المبذولة أو العمل المبذول لأداء أي نوع من النشاط البدني ، أو الطاقة هي القدرة على القيام بالعمل ؛ الطاقة هي كمية محفوظة وينص قانون حفظ الطاقة على أنه لا يمكن إنشاء أو تدمير الطاقة ولكن يمكن تحويلها فقط من شكل إلى آخر ، وحدة الطاقة في النظام الدولي للوحدات هي الجول ، وحدة الطاقة هي يُطلق على الجول اسم جيمس بريسكوت جول ، وهو وحدة مشتقة ويساوي الطاقة المستهلكة في ممارسة قوة مقدارها نيوتن واحد على مسافة متر واحد ، ومع ذلك يتم التعبير عن الطاقة أيضًا في العديد من الوحدات الأخرى التي لا تتبع النظام الدولي للوحدات مثل السعرات الحرارية البريطانية أو kWh الذي يتطلب عامل تحويل عند التعبير عنه بوحدات SI.
قانون حفظ الطاقة
يعد قانون حفظ الطاقة أحد القوانين الأساسية في الفيزياء ، وهو يتحكم في الحركة المجهرية للذرات الفردية في تفاعل كيميائي ، حيث ينص قانون حفظ الطاقة على أنه في نظام مغلق ، أي نظام معزول عن محيطه ، يتم الحفاظ على الطاقة الكلية للنظام ، ووفقًا للقانون ، يتم الحفاظ على إجمالي الطاقة في النظام ، على الرغم من حدوث تحولات الطاقة ، لا يمكن إنشاء الطاقة أو تدميرها ، ولكن يمكن تحويلها فقط من شكل إلى آخر ، وبالتالي فإن قانون ينص الحفاظ على الطاقة على أن “الطاقة لا تُدمر ولا تُخلق ، بل تتحول من شكل إلى آخر.”
عندما تسقط الكرة من ارتفاع ، تكتسب طاقة
أثناء سقوط الكرة من أي ارتفاع تكسبها الطاقة الحركية حيث عندما تكون الكرة ثابتة ، فإنها تكتسب طاقة كامنة ، ولكن إذا سقطت ، فإنها تكتسب طاقة حركية تساعدها على الهبوط إلى القاع ، لذلك يتم تصنيف جميع أنواع الطاقة إلى فئتين ، وهما الطاقة الكامنة أو الطاقة الكامنة ، والطاقة الحركية حيث الطاقة الكامنة: هي الطاقة المخزنة أو غير المتحركة ، والطاقة الحركية: هي الطاقة في العمل والحركة ، على سبيل المثال طاقة الكهرباء والحرارة والضوء والحركة والصوت هي طاقة حركية.
أنواع الطاقة
على الرغم من وجود العديد من أشكال الطاقة ، إلا أنها تُصنف على نطاق واسع إلى طاقة حركية وطاقة كامنة. فيما يلي شرح لهذه الأنواع:
- الطاقة الحركيةإنها الطاقة المرتبطة بحركة الجسم ، حيث أن الأجسام المتحركة قادرة على إحداث التغيير أو قادرة على القيام بعمل. مثال على الطاقة الحركية هي الطاقة المرتبطة بالارتداد العشوائي المستمر للذرات أو الجزيئات. يُعرف هذا أيضًا باسم الطاقة الحرارية. متوسط الطاقة الحرارية لمجموعة من الجزيئات هو ما يسمى بالحرارة. عندما تنتقل الطاقة الحرارية بين جسمين ، تُعرف باسم الحرارة.
- الطاقة الكامنة أو الطاقة الكامنةإنها الطاقة المخزنة في الجسم أو نظام الأشياء ، والطاقة الكامنة لديها القدرة على التحول إلى شكل أوضح من الطاقة الحركية. يتم تحديد الطاقة الكامنة بالمعادلة التالية: الطاقة الكامنة = mxgx h.
أنواع الطاقة الحركية
بعد تحديد مثال واحد للطاقة الحركية ، وهو عندما تسقط الكرة من ارتفاع ، فإنها تكتسب طاقة حركية. من المهم تحديد أنواع الطاقة الحركية ، حيث تشمل الأنواع المختلفة للطاقة الحركية ما يلي:
- طاقة مشعةتشير الطاقة المشعة إلى نوع الطاقة التي تنتقل عن طريق الموجات أو الجسيمات. يتم توليد هذه الطاقة من خلال الموجات الكهرومغناطيسية وعادة ما يختبرها البشر في شكل حرارة. ضوء الشمس هو مثال على الطاقة المشعة.
- طاقة حراريةيتم الشعور به على شكل حرارة أو دفء ، حيث تصف الطاقة الحرارية مستوى النشاط بين الذرات والجزيئات في الجسم. من أمثلة الطاقة الحرارية ما يلي: الطاقة الحرارية الأرضية التي تأتي من اضمحلال المعادن الطبيعية والعمل البركاني للأرض.
- الطاقة الصوتيةحيث الاهتزازات التي تصل إلى الأذن البشرية يختبرها الإنسان كصوت ، وينتقل الاضطراب على شكل موجات عبر وسط يشبه الهواء ويصل إلى طبلة الأذن ، وعند الوصول إلى طبلة الأذن تتحول هذه الاهتزازات إلى إشارات كهربائية و يتم إرسالها إلى الدماغ الذي يفسر حاسة الصوت.
- كهرباءإنها الطاقة التي تنتج من تدفق الإلكترونات سالبة الشحنة حول الدائرة الكهربائية ، والتي تسمى الطاقة الكهربائية.
- الطاقة الميكانيكيةالطاقة الميكانيكية هي الطاقة المرتبطة بالحركة الميكانيكية للأجسام.
أنواع الطاقة الكامنة
عندما تسقط الكرة من ارتفاع ، فإنها تكتسب طاقة حركية ، ولكن قبل أن تسقط ، يكون لديها طاقة كامنة. تشمل الأنواع المختلفة للطاقة الكامنة أو الطاقة الكامنة ما يلي:
- طاقة الجاذبية الكامنة: حيث الطاقة الكامنة للجاذبية هي الطاقة المخزنة في جسم ما نتيجة وضعه الرأسي أو ارتفاعه ، حيث يحتوي الكتاب الموجود على رف كتب مرتفع على طاقة محتملة للجاذبية أعلى من تلك الموجودة في الكتاب الموجود على رف الكتب السفلي.
- الطاقة الكامنة المرنةفي حين أن الطاقة الكامنة المرنة هي الطاقة المخزنة نتيجة لتطبيق قوة لتشويه جسم مرن ، ويتم تخزين الطاقة حتى يتم إزالة القوة ويعود الكائن إلى شكله الأصلي ، ويعمل في هذه العملية ، يمكن أن يشمل التشوه ضغط الجسم أو شده أو لفه.
- طاقة الحالة الكيميائيةالطاقة الكامنة الكيميائية هي الطاقة المخزنة في الروابط الكيميائية للمادة ، وهي الطاقة التي يمكن امتصاصها وإطلاقها بسبب التغيير في عدد جزيئات نوع معين.
- الطاقة الكهربائية الكامنةطاقة الوضع الكهربائي هي الطاقة المطلوبة لتحريك شحنة ضد مجال كهربائي. تتضمن بعض الأمثلة على طاقة الوضع الكهربائي المصباح المتوهج الذي تم إيقاف تشغيله وجهاز تلفزيون قبل تشغيله.
وفي نهاية هذا المقال نلخص أهم ما ورد فيه ، حيث تم تحديد إجابة السؤال. عندما تسقط الكرة من ارتفاع ، تكتسب طاقة ماذا ؟ كما تم تحديد أنواع مختلفة من الطاقة ، بما في ذلك الطاقة الحركية والطاقة الكامنة ، بالإضافة إلى أمثلة توضيحية لكل منها.