“تتضمن المناهج السعودية في الفصل الدراسي الأول سؤالًا حول تمييز الطاقة الحركية وطاقة الوضع، ويتم تدريس هذا الموضوع للطلاب في إطار حرص المملكة على تثقيفهم وتزويدهم بالمعلومات في مختلف المجالات، وقد اعتمدت المملكة في العام الحالي نظام التعليم عن بعد عبر منصات التعليم مثل مدرستي التي أطلقتها وزارة التعليم بالتعاون مع الحكومة السعودية، وذلك لتمكين الطلاب من تلقي دروسهم والتواصل مع معلميهم، ولكن قد يحتاج الطلاب إلى البحث عن إجابات لبعض الأسئلة التي تواجههم أثناء حل التدريبات والتمرينات الدراسية، وسوف نقوم في هذه الموسوعة بتقديم إجابة لهذا السؤال.
ميز بين الطاقة الحركية وطاقة الوضع في الأمثلة التالية
تطلب المنهج الوزاري السعودي التمييز بين الطاقة الوضعية والطاقة الحركية في الأمثلة التالية: كتب موضوعة على رفوف، انهيار ثلجي، مغناطيسين منفصلين، فصل الشحنات في بطارية، نهر، انهيار ثلجي، سباق السيارات، وجاءت الإجابة على السؤال كما يلي:
- يتحول الطاقة الكامنة للثلج المتهاوي إلى طاقة حركية.
- يمثل المغناطيسيان المنفصلان طاقة الوضع.
- يتحول طاقة الوضع في مياه النهر إلى طاقة حركية.
- تمثل الكتب الموجودة على الرف طاقة وجهد.
- يتم تخزين الطاقة الكهربائية في البطارية عن طريق فصل الشحنات.
- في سباق السيارات، يتحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة حركية لتحريك السيارة.
الفرق بين الطاقة الحركية وطاقة الوضع
- يتمثل الفرق بين كلاً من طاقة الوضع والطاقة الحركية في أن كلاهما يمكن تحويله إلى الآخر في الأنظمة المختلفة، مثل نظام سقوط حجر على حافة ما، حيث يتم وضعها على ارتفاع معين، وهنا تبدأ طاقة الوضع في التحول بشكل تدريجي إلى طاقة حركية. ومع ذلك، يمكن أيضًا تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة وضع، ولكن عند جمع الطاقة الحركية وطاقة الوضع معًا، يصبح المجموع مساويًا للطاقة الميكانيكية، والتي تصبح قيمتها ثابتة في أنظمة الجاذبية.
طاقة الوضع
- تُعرف طاقة الوضع أو الطاقة الكامنة على أنها الطاقة التي تعتمد على الوضع النسبي للجسم في نظام معين؛ ولتوضيح ذلك، عندما تكون كرة معلقة على ارتفاع معين، تمتلك طاقة وضع عالية، وعندما تسقط على سطح الأرض، تقل طاقتها الوضعية.
- وبالتالي، فإن طاقة الوضع هي خاصية للنظام وليست خاصية للجسم الفردي، وهذا هو الحال أيضًا في النظام المكون من الأرض والكرة، ومن بين أشكال طاقة الوضع الأكثر شيوعًا الطاقة النووية الكامنة، والطاقة الكهربائية الكامنة، والطاقة الكيميائية الكامنة.
- بالإضافة إلى أنه يمكن تحويل الطاقة الكامنة في المياه إلى طاقة حركية، ثم طاقة كهربائية، حيث يتم تحريك التوربينات الموجودة في بوابات السد عند تدفق المياه منها، وذلك لتوليد الطاقة الحركية التي يتم تحويلها عن طريق المولدات إلى طاقة كهربائية، ويتم إنتاج قليل من الطاقة الحرارية نتيجة الاحتكاك في هذه العملية.
الطاقة الحركية
تعرف الطاقة الحركية (Kinetic energy) على أنها الطاقة التي يحتويها الجسم عند الحركة، ويتم تمثيلها بالرمز (K)، ومن أبرز العوامل التي تؤثر على قيمتها لجميع الأجسام هي:
- السرعة المتحركة للجسم ويتم تمثيلها بالرمز (v).
- الكتلة المتحركة (Mass)، والتي يُرمز لها بالرمز (m).
وفي نهاية مقالنا حول التمييز بين الطاقة الحركية وطاقة الوضع في الأمثلة التالية، نذكر أن قيمة الطاقة الحركية للأجسام المتحركة وفقًا لهذه المعادلة هي (K = 0.5 mv^2)، وبالتالي، تتحول الطاقة الحركية إلى أشكال أخرى من الطاقة، مثل الطاقة الحرارية أو الضوء أو الصوت، وهكذا قد شرحنا إجابة السؤال المتعلق بالتمييز بين الطاقة الحركية وطاقة الوضع، وبيان معناهما وتعريف الطاقتين.
المراجع
