كلما زادت سرعة الجسم فإن طاقته الحركية

كلما زادت سرعة الجسم فإن طاقته الحركية، بأنّها الطّاقة الناتجة عن حركة الأجسام المختلفة، إذ تمتلك الأجسام المُتحرّكة القدرة على إنجاز عمل ما، أو إحداث تغيير معين، على عكس الأجسام الساكنة.

تعريف طاقة الحركة

تُعرف الطاقة الحركية بأنها شكل من أشكال الطاقة التي يمتلكها جسم أو جزيء بسبب حركته؛ أي أن مقدار الشغل المبذول على جسم عن طريق التأثير عليه بمقدار من القوة، يؤدي إلى زيادة سرعة الجسم، مما يؤدي إلى اكتساب الجسم طاقة حركية، وبالتالي فإن الطاقة الحركية صِفة للأجسام المُتحركة فقط، مع الأخذ بعين الاعتبار أن الطاقة الحركية المُكتَسبة من قِبل جسم ما لا تعتمد فقط على سرعته، وإنما على كتلته أيضاً. وقد تكون الطاقة الحركية على شكل انتقال من نقطة إلى أخرى على طول مسار ما، أو على شكل دوران حول مِحور ما، أو على شكل اهتزاز لجزيئات الجسم، أو أي صورة تتضمن خليطاً من الأشكال السابقة للحركة.

طرق للحساب

العديد من المعادلات المختلفة التي تستخدم لحساب طاقة حركة جسم ما، وتختلف المعادلات المستخدمة بحسب الحالة المطلوب دراستها. ففي الحالات المعتادة حيث تتحرك الأجسام بسرعات أقل كثيرا من سرعة الضوء (سرعة الضوء 300000 كيلومتر/ثانية) يمكن استخدام قوانين نيوتن للميكانيكا الكلاسيكية، أما إذا تحرك الجسم بسرعة مقاربة سرعة الضوء فيجب استخدام معادلات أينشتين الناتجة عن النظرية النسبية لأن معادلات نيوتن تناسب السرعات البطيئة فقط (السرعات المعتادة). كذلك لا تصلح معادلات نيوتن لوصف حركة الذرة والإلكترونات، فهذه تـُدرس بواسطة ميكانيكا الكم.

وحدات الطاقة

يمكن تحويل وحدات الطاقة أو الشغل بالعلاقات الآتية وحدة طاقة:

1 جول = 1 كيلوجرام. متر^{2. ثانية −2}

1 إرج = 1 جرام. سم^{2. ثانية −2}

1 جول = 10^{7 إرج}

1 كيلوواط ساعة = 3,6. 10^6 جول

1 حصان = 2,68. 10^6 جول

 

^{أشكال الطاقة الحركية}

•  الطّاقة الإشعاعية: (بالإنجليزية: Radiant)، هي طاقة كهرومغناطيسية تنتقل، وتتحرّك عبر الموجات المستعرّضة، وتشمل كلّ من: الضوء المرئي، والأشعة السينية، وموجات الراديو، وأشعة غاما، ويُعدّ ضوء، وأشعة الشّمس من الأمثلة على الطاقة الإشعاعية.
• الطّاقة الحرارية: (بالإنجليزية: Thermal)، هي الطّاقة الناتجة عن حركة الذرات، والجزيئات في المادة، إذ تزداد كمية الطّاقة الحرارية الناتجة كلّما زادت سرعة حركة هذه الجسيمات، وتُعدّ الطّاقة الحرارية الأرضية مثالاً على هذا الشكل من الطاقة.
• طاقة الحركة: (بالإنجليزية: Motion)، هي الطّاقة المختزنة في الأجسام المتحرّكة، إذ يزداد تخزينها كلّما زادت سرعة حركة الأجسام، بينما تنبعث، وتتحرر هذه الطاقة عند توقف الأجسام، أو بُطء حركتها، وتُعدّ طاقة الرياح من الأمثلة على هذا الشكل من الطاقة.
• الصوت: (بالإنجليزية: Sound)، ينتج الصوت بسبب تأثير قوة على مادة معينة، ممّا يُسبّب اهتزاز هذه المادة، إذ تنتقل الطاقة نتيجة لذلك عبر المواد، وعلى شكل موجات طولية، ويجدر بالذكر أنّ مقدار الطّاقة الناتجة عن الصوت يكون قليلاً عادة مقارنة مع أشكال الطّاقة الأخرى.
• الطّاقة الكهربائية: (بالإنجليزية: Electrical)، يتمّ توصيل الطاقة الكهربائية عبر الأسلاك، وذلك عن طريق حركة الإلكترونات التي تُعدّ جسيمات صغيرة مشحونة، ومن الأمثلة على هذه الطاقة: البرق الذي يُعدّ طاقة كهربائية طبيعية.

تطبيقات على الطاقة الحركية

توجد الكثير من التطبيقات العملية على الطاقة الحركية والتي يمكن ملاحظتها في الحياة اليومية، ووفيما يأتي بعض تلك التطبيقات:

•  طواحين الهواء

يضرب الهواء المتحرك شفرات الطاحونة الهوائية، ويتسبب في دورانها، وبالتالي توليد الطاقة الكهربائية من الرياح، إذ يحتوي الهواء المتحرك على طاقة حركية تتحول إلى طاقة ميكانيكية متمثلة بدوران الشفرات.

• السيارة المتحركة

تمتلك السيارة التي تسير بسرعة معينة طاقة حركية، لأنَّ لها كتلة وتسير بسرعة محددة، وتبعًا لقانون الطاقة الحركية فإن لها طاقة حركية تتناسب طرديًا مع كتلتها وسرعتها.

• المشي والجري

يمتلك جسم الإنسان طاقة حركية عند المشي أو الركض تتناسب طرديًا كذلك مع سرعته وكتلته، وهذا ما يسبب شعور الإنسان بالحرارة أو الدفء عند المشي أو الجري كنتيجة لتحول الطاقة الكيميائية في جسمه إلى طاقة حركية.

• الطائرة

تمتلك الطائرة التي تحلق في الهواء طاقة حركية كبيرة، لأنها تمتلك كتلة كبيرة جدًّا بالإضافة لسرعتها الكبيرة جدًّا، وبالتالي تكون الطاقة الحركية لديها مرتفعة كذلك، وهذا ما يفسر سبب قدرتها على الطيران والتحليق عاليًا فوق سطح الأرض.

الاجابة الصحيحة هي:

تزداد