ماذا يحدث للجسم عند زيادة طاقته الحركية؟
عندما تزداد الطاقة الحركية لجسم ما ، فإنها تزداد متحرك هذا لأنه وفقًا لقانون نيوتن الثاني للحركة ، فإن القوة الخارجية المؤثرة على الجسم تتناسب طرديًا مع معدل حركة الجسم.
وتجدر الإشارة إلى أن الطاقة الحركية هي الطاقة التي يمتلكها الجسم بسبب حركته ، لأن هذه الطاقة تعتمد على سرعة الجسم في المربع ، لذلك عندما تتضاعف السرعة ، تصبح الطاقة الحركية تتضاعف أربع مرات أيضًا. . يجب أن تكون هذه الطاقة صفرًا أو قيمة سالبة.
ماذا يحدث لجسم إذا تم تطبيق قوى غير متوازنة عليه؟
إذا كانت قوة غير متوازنة تعمل على شيء ما ، تغير حركتها و ومن الجدير بالذكر أن أي حالة تنطوي على تطبيق قوى غير متوازنة جسم ثابت الجسم يتحرك في الاتجاه الذي يتم دفعه أو سحبه بواسطة القوة الأقوى.
عندما يتم تطبيق قوى غير متوازنة على كائن ، متحرك سيتغير الاتجاه و / أو السرعة التي يتحرك بها الجسم ، حيث تتغلب القوة الأقوى على القوة الأضعف وتتغير حركة الجسم.
ماذا يحدث لجسم عندما تؤثر عليه قوة محصلة؟
الجسم يتسارع وذلك لأن الطاقة الحركية لجسم ما تعتمد على سرعته وكتلته.
كيف تتغير الطاقة الحركية مع السرعة
تحدث الطاقة الحركية عندما يتحرك الجسم ، وتوضع الطاقة في الجسم لتحريكها ، وتعتمد الطاقة الحركية للجسم على كتلة الجسم والسرعة التي يتحرك بها. المعادلة التالية:
الطاقة الحركية = 0.5 × كتلة الجسم × سرعة الجسم²
من هذه الصيغة ، نلاحظ أن الطاقة الحركية لجسم ما تتناسب طرديًا مع مربع سرعته ، وهذا يعني أن السرعة تتضاعف والطاقة الحركية تتضاعف أربع مرات.
إذا تضاعفت السرعة ثلاث مرات ، فإن الطاقة الحركية تزداد بمعامل تسعة ، ومن ثم يمكننا القول إن الطاقة الحركية للجسم تعتمد على مربع السرعة.
تعتمد الطاقة الحركية على
تعتمد الطاقة الحركية على كتلة الجسم وسرعته كلما زادت هذه الكميات ، زادت الطاقة الحركية.
أشكال الطاقة الحركية
هناك خمسة أشكال وأنواع للطاقة الحركية:
- الطاقة الميكانيكية
- كهرباء
- قوة بصرية
- طاقة حرارية
- الطاقة السليمة
الطاقة الميكانيكية: الطاقة التي يمكن رؤيتها ، عندما يتحرك جسم ما بشكل أسرع وتزداد كتلته ، كلما زادت الطاقة الميكانيكية لديه وزادت قدرته على القيام بالعمل ، أحد الأمثلة على ذلك هو عندما تضرب كرة البولينج دبوسًا ، ومثال آخر هو يمكن لطاحونة الهواء أن تسخر طاقة الرياح ، ويمكن أن يولد السد الكهرومائي الكهرباء من للمياه المتدفقة.
هوالطاقة الكهربائية: الطاقة الكهربائية هي الكهرباء التي نستخدمها دائمًا ، حيث نحصل على الكهرباء عندما تتدفق الإلكترونات سالبة الشحنة حول الدائرة ، وحركة هذه الإلكترونات تغذي أجهزتنا اليومية ، مثل مصباح مكتبي أو هاتف محمول متصل بالحائط.
الطاقة الضوئية (أو الطاقة المشعة): هذا النوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي هو نوع من الحركة الطويلة حيث تنتقل الطاقة بواسطة الجسيمات أو الأمواج ، وهي الشكل الوحيد للطاقة المرئية للعين البشرية ، على سبيل المثال ، الطاقة المشعة ، والحرارة التي نحصل عليها من الشمس ، وكذلك المصابيح الكهربائية ومحمصة في مطبخك وأشعة إكس.
الطاقة الحرارية: هذا النوع من الطاقة ترتبط الحركة بمستوى نشاط الذرة والجزيء في الجسم ، فكلما زادت سرعة حركتهما ، زاد اصطدامهما ببعضهما البعض.
ومن الأمثلة الشهيرة الأخرى الطاقة الحرارية التي تأتي من الطهي في الفرن أو من تشغيل محرك السيارة ، ومثال آخر للطاقة الحرارية هو الطاقة الحرارية الأرضية ، وهي الطاقة المتجددة المستخدمة في توليد الكهرباء.
الطاقة السليمة: إنهاء تتولد الطاقة الصوتية عن طريق الاهتزاز لأن الجسم يخلق موجات من الحركة عبر وسيط ، مثل الماء أو الهواء. عندما تصل إلى طبلة الأذن ، فإنها تهتز ، مما يدفع الدماغ إلى تفسير الاهتزازات على أنها صوت ، كل شيء من طرف الطبول إلى أصغر الاهتزازات التي يصدرها النحل ، والتي تسبب الصوت.
أمثلة على الطاقة الحركية
الطاقة الحركية هي نوع من الطاقة التي تنشأ من خلال الحركة ويمكن تعريفها على أنها الطاقة المطلوبة لتسريع أو إبطاء جسم ما ، وهناك العديد من الأشياء التي تحدث على أساس يومي وهي مثال على الطاقة الحركية. البعض منهم:
- عند المشي أو الجري ، يُظهر الجسم طاقة حركية.
- تحتوي الدراجة أو لوح التزلج على طاقة حركية.
- تحتوي المياه الجارية على طاقة حركية وتستخدم لتشغيل طواحين المياه.
- يحتوي الهواء المتحرك على طاقة حركية ويستخدم لتشغيل طواحين الهواء ودفع القوارب الشراعية ، وبالمثل ، فإن الرصاصة التي يتم إطلاقها من بندقية لها طاقة حركية ويمكنها هزيمة الهدف بسبب الطاقة الحركية.
- تتمتع الطائرة بمستوى عالٍ من الطاقة الحركية أثناء تحركها ، وذلك لأن الطائرة تمتلك كتلة كبيرة مقترنة بمستوى عالٍ جدًا من السرعة ، ينتج عن الجمع بين هاتين النتيجتين مستوى عالٍ من الطاقة الحركية ، وهذا هو السبب. يمكن للطائرات أن تطير.
يجب أن نتذكر أن السرعة تؤثر على الطاقة الحركية ، فكلما تحرك الجسم بشكل أسرع ، تتشكل الطاقة الحركية كعملية حركة ، على سبيل المثال عندما تتسارع الحافلة لتهبط على تل ، يتم تحويل الطاقة الكامنة للحافلة. في الطاقة الحركية ، لا يوجد الكثير من الطاقة الكامنة في أسفل التل ، ولكن هناك الكثير من الطاقة الحركية.
مثال على حل للطاقة الحركية
يمكن حساب الطاقة الحركية لسيارة كتلتها 1000 كجم بسرعة 70 كم / ساعة على النحو التالي:
الطاقة الحركية = 0.5 × كتلة الجسم × سرعة الجسم²
وبالتالي
الطاقة الحركية = 1/2 (1000 كجم) ((70 كم / ساعة) (1000 م / كم) / (3600 ث / س)) 2 = 189043 جول
يمكن التعبير عن الطاقة الحركية لنفس السيارة بسرعة 90 كم / ساعة كـ
الطاقة الحركية = 1/2 (1000 كجم) ((90 كم / ساعة) (1000 م / كم) / (3600 ث / س)) 2 = 312500 جول
ملحوظة! عند زيادة سرعة السيارة بنسبة 28٪ (من 70 إلى 90 كم / ساعة) تزداد الطاقة الحركية للمركبة بنسبة 65٪ (من 189043 إلى 312500 ج) ، يجب امتصاص هذه الزيادة الهائلة في الطاقة الحركية بواسطة الامان. بناء السيارة لتوفير نفس الحماية في حالة حدوث تصادم يصعب تحقيقه ، في سيارة حديثة ، يمكن النجاة من حادث 70 كم / ساعة ، بينما من المحتمل أن يكون التصادم 90 كم / ساعة مميتًا.