الطاقة الحركية على الإنترنت. متوسط ​​الطاقة الحركية لجزيئات الغاز. الطاقة في الفيزياء

تظهر التجربة اليومية أنه يمكن تحريك الأجسام الثابتة ، ويمكن إيقاف الأجسام المتحركة. نحن نفعل شيئًا باستمرار ، والعالم ينبض بالحياة ، والشمس مشرقة ... ولكن من أين يحصل البشر والحيوانات والطبيعة ككل على القوة للقيام بهذا العمل؟ هل تختفي بدون أثر؟ هل سيبدأ أحد الجسد في التحرك دون تغيير حركة الآخر؟ سنتحدث عن كل هذا في مقالتنا.

مفهوم الطاقة

لتشغيل المحركات التي تعطي الحركة للسيارات والجرارات وقاطرات الديزل والطائرات ، هناك حاجة إلى الوقود ، وهو مصدر للطاقة. تعطي المحركات الكهربائية الحركة للآلات بمساعدة الكهرباء. نظرًا لطاقة المياه المتساقطة من ارتفاع ، يتم تشغيل التوربينات الهيدروليكية ، وتوصيلها بالآلات الكهربائية التي تنتج التيار الكهربائي. يحتاج الإنسان أيضًا إلى الطاقة من أجل الوجود والعمل. يقولون أنه من أجل القيام بأي عمل ، هناك حاجة إلى الطاقة. ما هي الطاقة؟

• الملاحظة 1. ارفع الكرة فوق الأرض. أثناء وجوده في حالة من الهدوء ، لا يتم تنفيذ العمل الميكانيكي. دعونا ندعوه يذهب. تحت تأثير الجاذبية ، تسقط الكرة على الأرض من ارتفاع معين. أثناء سقوط الكرة ، يتم تنفيذ عمل ميكانيكي.
• الملاحظة 2. لنغلق الزنبرك ونصلحه بخيط ونضع ثقلًا على الزنبرك. دعونا نشعل النار في الخيط ، سوف يتم تقويم الزنبرك ورفع الوزن إلى ارتفاع معين. لقد قام الربيع بعمل ميكانيكي.
• الملاحظة 3. دعونا نربط قضيبًا بكتلة في نهاية العربة. سنرمي خيطًا عبر الكتلة ، يتم لف أحد طرفيها على محور العربة ، ويتدلى وزن على الطرف الآخر. دعنا نترك الحمل. تحت الإجراء ، سوف ينزل ويعطي حركة العربة. لقد أنجز الوزن العمل الميكانيكي.

بعد تحليل جميع الملاحظات المذكورة أعلاه ، يمكننا أن نستنتج أنه إذا قام جسم أو عدة أجسام بعمل ميكانيكي أثناء التفاعل ، فإنهم يقولون إن لديهم طاقة أو طاقة ميكانيكية.

مفهوم الطاقة

الطاقة (من الكلمات اليونانية طاقة- النشاط) هو كمية مادية تميز قدرة الجسم على أداء العمل. وحدة الطاقة ، بالإضافة إلى العمل في نظام SI ، هي جول واحد (1 J). في الكتابة ، يتم الإشارة إلى الطاقة بالحرف ه. من التجارب المذكورة أعلاه يمكن ملاحظة أن الجسم يعمل عندما ينتقل من حالة إلى أخرى. في هذه الحالة تتغير (تقل) طاقة الجسم ، ويكون العمل الميكانيكي الذي يقوم به الجسم مساويًا لنتيجة تغييره. الطاقة الميكانيكية.

أنواع الطاقة الميكانيكية. مفهوم الطاقة الكامنة

هناك نوعان من الطاقة الميكانيكية: المحتملة والحركية. الآن دعونا نلقي نظرة فاحصة على الطاقة الكامنة.

الطاقة الكامنة (PE) - يتم تحديدها من خلال الموقف المتبادل للأجسام التي تتفاعل ، أو أجزاء من نفس الجسم. نظرًا لأن أي جسم والأرض يجذبان بعضهما البعض ، أي أنهما يتفاعلان ، فإن PE للجسم المرتفع فوق الأرض سيعتمد على ارتفاع الارتفاع ح. كلما ارتفع الجسم ، زاد مقدار PE. لقد ثبت تجريبياً أن PE لا يعتمد فقط على الارتفاع الذي تم رفعه إليه ، ولكن أيضًا على وزن الجسم. إذا تم رفع الأجساد إلى نفس الارتفاع ، فإن الجسم ذي الكتلة الكبيرة سيكون له أيضًا PE كبير. صيغة هذه الطاقة كما يلي: E p \ u003d mgh ،أين ه صهي الطاقة الكامنة م- وزن الجسم ، g = 9.81 N / kg ، h - الارتفاع.

الطاقة الكامنة في الربيع

الطاقة الكامنة للجسم المشوه بشكل مرن هي الكمية المادية ه ص ،والتي ، عندما تتغير سرعة الحركة الانتقالية تحت الإجراء ، تنخفض تمامًا بقدر زيادة الطاقة الحركية. تحتوي الينابيع (بالإضافة إلى الأجسام الأخرى المشوهة بشكل مرن) على PE يساوي نصف ناتج صلابتها كلكل مربع الاعوجاج: س = كس 2: 2.

الطاقة الحركية: الصيغة والتعريف

في بعض الأحيان ، يمكن التفكير في معنى الشغل الميكانيكي دون استخدام مفاهيم القوة والإزاحة ، مع التركيز على حقيقة أن الشغل يميز تغييرًا في طاقة الجسم. كل ما نحتاجه هو كتلة الجسم وسرعته الأولية والنهائية ، والتي ستقودنا إلى الطاقة الحركية. الطاقة الحركية (KE) هي الطاقة التي ينتمي إليها الجسم بسبب حركته.

تمتلك الرياح طاقة حركية وتستخدم لتشغيل توربينات الرياح. يتحرك الضغط على الطائرات المائلة لأجنحة توربينات الرياح وتسببها في الدوران. تنتقل الحركة الدورانية عن طريق أنظمة النقل إلى الآليات التي تؤدي عملاً معينًا. تفقد المياه المنقولة التي تدير توربينات محطة توليد الكهرباء جزءًا من CE أثناء القيام بالعمل. طائرة تحلق عالياً في السماء ، بالإضافة إلى PE ، حاصلة على CE. إذا كان الجسم في حالة سكون ، أي سرعته بالنسبة إلى الأرض تساوي صفرًا ، فإن CE بالنسبة إلى الأرض تساوي صفرًا. لقد ثبت تجريبياً أنه كلما زادت كتلة الجسم والسرعة التي يتحرك بها ، زادت KE. صيغة الطاقة الحركية للحركة الانتقالية من الناحية الرياضية هي كما يلي:

أين ل- الطاقة الحركية، م- كتلة الجسم، الخامس- سرعة.

تغير في الطاقة الحركية

نظرًا لأن سرعة الجسم هي كمية تعتمد على اختيار النظام المرجعي ، فإن قيمة KE للجسم تعتمد أيضًا على اختياره. يحدث التغيير في الطاقة الحركية (IKE) للجسم بسبب تأثير قوة خارجية على الجسم F. الكمية المادية أ، وهو ما يساوي IKE ΔE إلىبسبب عمل القوة F ، يسمى العمل: A = ΔE ك. إذا كان الجسم يتحرك بسرعة الخامس 1 ، تعمل القوة Fبالتزامن مع الاتجاه ، ستزداد سرعة الجسم على مدار فترة زمنية رلبعض القيمة الخامس 2 . في هذه الحالة ، يساوي IKE:

أين م- كتلة الجسم؛ د- المسافة التي يقطعها الجسم ؛ V f1 = (V 2 - V 1) ؛ V f2 = (V 2 + V 1) ؛ أ = F: م. وفقًا لهذه الصيغة ، يتم حساب الطاقة الحركية بمقدار. يمكن أن تحتوي الصيغة أيضًا على التفسير التالي: ΔE ك \ u003d Flcos ά ، أين cosά هي الزاوية بين متجهات القوة Fوالسرعة الخامس.

متوسط ​​الطاقة الحركية

الطاقة الحركية هي الطاقة التي تحددها سرعة حركة النقاط المختلفة التي تنتمي إلى هذا النظام. ومع ذلك ، يجب أن نتذكر أنه من الضروري التمييز بين طاقتين تميزان مختلفتي الترجمة والتناوب. (SKE) في هذه الحالة هو متوسط ​​الفرق بين مجموع طاقات النظام بأكمله وطاقته الهادئة ، أي في الواقع ، قيمته هي متوسط ​​قيمة الطاقة الكامنة. صيغة متوسط ​​الطاقة الحركية هي كما يلي:

أين ك هو ثابت بولتزمان ؛ T هي درجة الحرارة. هذه المعادلة هي أساس النظرية الحركية الجزيئية.

متوسط ​​الطاقة الحركية لجزيئات الغاز

أثبتت تجارب عديدة أن متوسط ​​الطاقة الحركية لجزيئات الغاز في حركة انتقالية عند درجة حرارة معينة هو نفسه ولا يعتمد على نوع الغاز. بالإضافة إلى ذلك ، وجد أيضًا أنه عند تسخين الغاز بمقدار 1 درجة مئوية ، تزداد هيئة الأوراق المالية والبورصات بنفس القيمة. بتعبير أدق ، هذه القيمة تساوي: ΔE ك = 2.07 × 10 -23 جول / س.من أجل حساب متوسط ​​الطاقة الحركية لجزيئات الغاز في حركة انتقالية ، من الضروري ، بالإضافة إلى هذه القيمة النسبية ، معرفة قيمة مطلقة واحدة على الأقل لطاقة الحركة الانتقالية. في الفيزياء ، يتم تحديد هذه القيم بدقة تامة لمجموعة واسعة من درجات الحرارة. على سبيل المثال ، عند درجة حرارة ر \ u003d 500 درجة مئويةالطاقة الحركية للحركة الانتقالية للجزيء إك = 1600 × 10 -23 ج. معرفة كميتين ( ΔE إلى و ه ك) ، يمكننا حساب طاقة الحركة الانتقالية للجزيئات عند درجة حرارة معينة ، وحل المسألة العكسية - لتحديد درجة الحرارة من قيم الطاقة المعطاة.

أخيرًا ، يمكننا أن نستنتج أن متوسط ​​الطاقة الحركية للجزيئات ، التي وردت صيغتها أعلاه ، تعتمد فقط على درجة الحرارة المطلقة (ولأي حالة إجمالية للمواد).

قانون حفظ الطاقة الميكانيكية الكلية

أظهرت دراسة حركة الأجسام تحت تأثير قوى الجاذبية والمرونة أن هناك كمية فيزيائية معينة تسمى الطاقة الكامنة ه ص؛ يعتمد على إحداثيات الجسم ، وتغييره يساوي IKE الذي يؤخذ بعلامة معاكسة: Δ ه ص =-ΔE ك.لذا ، فإن مجموع التغييرات في KE و PE للجسم ، والتي تتفاعل مع قوى الجاذبية والقوى المرنة ، تساوي 0 : Δ E p +ΔE ك = 0.يتم استدعاء القوى التي تعتمد فقط على إحداثيات الجسم محافظ.القوى الجاذبة والمرنة هي قوى محافظة. مجموع الطاقات الحركية والإمكانات للجسم هو إجمالي الطاقة الميكانيكية: E p +E ك \ u003d E.

هذه الحقيقة التي تم إثباتها بأدق التجارب ،
مُسَمًّى قانون حفظ الطاقة الميكانيكية. إذا تفاعلت الأجسام مع قوى تعتمد على سرعة الحركة النسبية ، فلن يتم حفظ الطاقة الميكانيكية في نظام الأجسام المتفاعلة. مثال على قوى من هذا النوع تسمى غير متحفظ، هي قوى الاحتكاك. إذا كانت قوى الاحتكاك تؤثر على الجسم ، فعند التغلب عليها ، من الضروري إنفاق الطاقة ، أي أن جزءًا منها يستخدم لأداء عمل ضد قوى الاحتكاك. ومع ذلك ، فإن انتهاك قانون الحفاظ على الطاقة هنا هو مجرد وهمي ، لأنه حالة منفصلة عن القانون العام لحفظ الطاقة وتحويلها. طاقة الجسد لا تختفي ولا تظهر مرة أخرى:إنه يتحول فقط من شكل إلى آخر. قانون الطبيعة هذا مهم للغاية ، ويتم تنفيذه في كل مكان. كما يطلق عليه أحيانًا القانون العام لحفظ الطاقة وتحويلها.

العلاقة بين الطاقة الداخلية للجسم والطاقات الحركية والطاقات الكامنة

الطاقة الداخلية (U) للجسم هي الطاقة الكلية للجسم مطروحًا منها KE للجسم ككل و PE في مجال القوة الخارجية. من هذا يمكن استنتاج أن الطاقة الداخليةيتكون من CE للحركة الفوضوية للجزيئات ، PE للتفاعل بينها والطاقة داخل الجزيء. الطاقة الداخلية هي وظيفة لا لبس فيها لحالة النظام ، مما يعني ما يلي: إذا كان النظام في حالة معينة ، فإن طاقته الداخلية تأخذ قيمها المتأصلة ، بغض النظر عما حدث سابقًا.

النسبية

عندما تكون سرعة الجسم قريبة من سرعة الضوء ، يتم حساب الطاقة الحركية بالصيغة التالية:

يمكن أيضًا حساب الطاقة الحركية للجسم ، التي كتبت صيغتها أعلاه ، وفقًا لهذا المبدأ:

أمثلة على مهام إيجاد الطاقة الحركية

1. قارن بين الطاقة الحركية لكرة وزنها 9 جرام تطير بسرعة 300 م / ث وشخص يزن 60 كجم يعمل بسرعة 18 كم / ساعة.

فماذا يعطينا: م 1 \ u003d 0.009 كجم ؛ V 1 \ u003d 300 م / ث ؛ م 2 \ u003d 60 كجم ، V 2 = 5 م / ث.

حل:

• الطاقة الحركية (الصيغة): E k \ u003d mv 2: 2.
• لدينا جميع البيانات الخاصة بالحساب ، وبالتالي سنجدها من E إلىلكل من الشخص والكرة.
• E k1 \ u003d (0.009 كجم × (300 م / ث) 2): 2 \ u003d 405 J ؛
• E k2 \ u003d (60 كجم × (5 م / ث) 2): 2 \ u003d 750 ج.
• ه ك 1< ه ك 2.

الجواب: الطاقة الحركية للكرة أقل من طاقة الإنسان.

2. رُفع جسم كتلته 10 كجم إلى ارتفاع 10 أمتار ، ثم انطلق بعد ذلك. ما FE سيكون على ارتفاع 5 أمتار؟ يمكن إهمال مقاومة الهواء.

فماذا يعطينا: م = 10 كجم ؛ ح = 10 م ؛ ح 1 = 5 م ؛ ز = 9.81 نيوتن / كجم. E k1 -؟

حل:

• جسم كتلة معينة ، مرفوعًا إلى ارتفاع معين ، لديه طاقة كامنة: E p \ u003d mgh. إذا سقط الجسم ، فعند ارتفاع معين h 1 سوف يتعرق. الطاقة E p \ u003d mgh 1 والأقارب. الطاقة E k1. من أجل العثور على الطاقة الحركية بشكل صحيح ، فإن الصيغة التي تم تقديمها أعلاه لن تساعد ، وبالتالي سنحل المشكلة باستخدام الخوارزمية التالية.
• في هذه الخطوة ، نستخدم قانون الحفاظ على الطاقة ونكتب: ه ص 1 +ه ك 1 \ u003d هص.
• ثم ه ك 1 = هف - ه ص 1 = ملغ- mgh 1 = ملغ (ح ح 1).
• بالتعويض عن قيمنا في الصيغة ، نحصل على: E k1 = 10 × 9.81 (10-5) = 490.5 ج.

الجواب: E k1 \ u003d 490.5 J.

3. حذافة مع الكتلة مونصف القطر R ،يلتف حول محور يمر عبر مركزه. سرعة التفاف دولاب الموازنة - ω . من أجل إيقاف دولاب الموازنة ، يتم ضغط حذاء المكابح على حافته ، ويعمل عليه بقوة احتكاك F. كم عدد الثورات التي تقوم بها دولاب الموازنة قبل أن تتوقف تمامًا؟ لاحظ أن كتلة دولاب الموازنة تتركز على الحافة.

فماذا يعطينا: م ؛ ص ؛ ω; احتكاك F. ن-؟

حل:

• عند حل المشكلة ، سوف نعتبر أن ثورات دولاب الموازنة تشبه ثورات حلقة متجانسة رفيعة بنصف قطر ص والوزن م الذي يدور بسرعة زاوية ω.
• الطاقة الحركية لمثل هذا الجسم هي: E ك \ u003d (J ω 2): 2 ، أين J = م ص 2 .
• ستتوقف دولاب الموازنة شريطة أن يتم إنفاق FE بالكامل على العمل للتغلب على قوة الاحتكاك احتكاك F ينشأ بين حذاء الفرامل والحافة: ه ك \ u003d احتكاك F ، أين س- 2 πRN = (م ص 2 ω 2): 2 ومن أين N = ( م ω 2 ص): (4 π F tr).

الجواب: N = (mω 2 R): (4πF tr).

أخيراً

الطاقة هي أهم عنصر في جميع مناحي الحياة ، لأنه بدونها لا يمكن لأي جسد أن يقوم بعمل ، بما في ذلك البشر. نعتقد أن المقالة أوضحت لك ماهية الطاقة ، وسيساعدك العرض التفصيلي لجميع جوانب أحد مكوناتها - الطاقة الحركية - على فهم العديد من العمليات التي تجري على كوكبنا. وكيفية العثور على الطاقة الحركية ، يمكنك التعلم من الصيغ أعلاه وأمثلة لحل المشكلات.

كلمة "طاقة" في اليونانية تعني "فعل". نشيط نسمي الشخص الذي يتحرك بنشاط ، أثناء القيام بمجموعة متنوعة من الإجراءات.

الطاقة في الفيزياء

وإذا استطعنا في الحياة تقييم طاقة الشخص بشكل أساسي من خلال عواقب نشاطه ، فيمكن عندئذٍ قياس الطاقة الفيزيائية ودراستها من قبل الكثيرين طرق مختلفة. من المرجح أن يرفض صديقك أو جارك المفعم بالحيوية تكرار نفس الإجراء ثلاثين أو خمسين مرة عندما يتبادر إلى ذهنك فجأة للتحقيق في ظاهرة طاقته.

لكن في الفيزياء ، يمكنك تكرار أي تجربة تقريبًا عدة مرات كما تريد ، مما يجعل البحث الذي تحتاجه. هكذا الحال مع دراسة الطاقة. درس علماء الأبحاث وصنّفوا أنواعًا عديدة من الطاقة في الفيزياء. هذه هي الطاقة الكهربائية والمغناطيسية والذرية وما إلى ذلك. لكن الآن سنتحدث عن الطاقة الميكانيكية. وبشكل أكثر تحديدًا ، حول الطاقة الحركية والوضعية.

الطاقة الحركية والوضعية

في الميكانيكا ، تتم دراسة حركة الأجسام وتفاعلها مع بعضها البعض. لذلك ، من المعتاد التمييز بين نوعين من الطاقة الميكانيكية: الطاقة بسبب حركة الأجسام ، أو الطاقة الحركية ، والطاقة بسبب تفاعل الأجسام ، أو الطاقة الكامنة.

في الفيزياء هناك قاعدة عامةربط الطاقة والعمل. لإيجاد طاقة الجسم ، من الضروري إيجاد الشغل اللازم لنقل الجسم إلى حالة معينة من الصفر ، أي حالة تكون فيها طاقته صفرًا.

الطاقة الكامنة

في الفيزياء ، تسمى الطاقة الكامنة بالطاقة ، والتي يتم تحديدها من خلال الموقف المتبادل بين الأجسام أو أجزاء الجسم المتفاعلة. أي أنه إذا تم رفع الجسد فوق الأرض ، فلديه القدرة على السقوط والقيام ببعض الأعمال.

وستساوي القيمة المحتملة لهذا الشغل الطاقة الكامنة للجسم عند ارتفاع h. بالنسبة للطاقة الكامنة ، يتم تعريف الصيغة على النحو التالي:

A = Fs = Ft * h = mgh ، أو Ep = mgh ،

حيث Ep هي الطاقة الكامنة للجسم ،
م وزن الجسم ،
ح هو ارتفاع الجسم فوق الأرض ،
ز تسارع السقوط الحر.

علاوة على ذلك ، فإن أي موضع مناسب لنا ، اعتمادًا على ظروف التجارب والقياسات ، يمكن اعتباره الموضع الصفري للجسم ، وليس سطح الأرض فقط. يمكن أن يكون سطح الأرض والطاولة وما إلى ذلك.

الطاقة الحركية

في حالة تحرك الجسم تحت تأثير القوة ، فإنه لا يستطيع فقط ، بل يقوم ببعض الأعمال أيضًا. في الفيزياء ، الطاقة الحركية هي الطاقة التي يمتلكها الجسم بسبب حركته. الجسم يتحرك ويبذل طاقته ويقوم بعمل. بالنسبة للطاقة الحركية ، تُحسب الصيغة على النحو التالي:

A \ u003d Fs \ u003d mas \ u003d m * v / t * vt / 2 \ u003d (mv ^ 2) / 2 أو Ek \ u003d (mv ^ 2) / 2 ،

حيث Ek هي الطاقة الحركية للجسم ،
م وزن الجسم ،
v هي سرعة الجسم.

من الصيغة يمكن ملاحظة أنه كلما زادت كتلة الجسم وسرعته ، زادت طاقته الحركية.

كل جسم لديه طاقة حركية أو كامنة ، أو كلاهما في نفس الوقت ، مثل الطائرة الطائرة على سبيل المثال.

الطاقة الحركية - كمية فيزيائية قياسية تساوي نصف حاصل ضرب كتلة الجسم ومربع سرعتها.

لفهم ماهية الطاقة الحركية للجسم ، ضع في اعتبارك الحالة التي يتحرك فيها جسم كتلته م تحت تأثير قوة ثابتة (F = const) في خط مستقيم مع تسارع منتظم (a = const). لنحدد عمل القوة المؤثرة على الجسم عند تغيير مقياس سرعة هذا الجسم من v1 إلى v2.

كما نعلم ، يتم حساب عمل القوة الثابتة بالصيغة. بما أننا في الحالة التي ندرسها ، يتطابق اتجاه القوة F مع الإزاحة s ، إذن ، وبعد ذلك نتوصل إلى أن عمل القوة يساوي A = Fs. وفقًا لقانون نيوتن الثاني ، نجد القوة F = ma. بالنسبة للحركة المستقيمة المسرعة بشكل منتظم ، تكون الصيغة صالحة:

من هذه الصيغة نعبر عن إزاحة الجسم:

نعوض بالقيم التي تم العثور عليها لـ F و S في صيغة العمل ، ونحصل على:

من الصيغة الأخيرة يمكن ملاحظة أن عمل القوة المؤثرة على الجسم ، عندما تتغير سرعة هذا الجسم ، يساوي الفرق بين قيمتين لكمية معينة. والعمل الميكانيكي هو مقياس لتغير الطاقة. لذلك ، على الجانب الأيمن من الصيغة هو الفرق بين قيمتي الطاقة لجسم معين. أي أن الكمية هي الطاقة الناتجة عن حركة الجسم. هذه الطاقة تسمى الحركية. تم تعيينه Wk.

إذا أخذنا صيغة الشغل التي اشتقناها ، فسنحصل على ذلك

الشغل الذي تقوم به القوة عندما تتغير سرعة الجسم يساوي التغير في الطاقة الحركية لهذا الجسم

يوجد ايضا:

الطاقة الكامنة:

في الصيغة التي استخدمناها:

الطاقة الحركية

كتلة الجسم

سرعة الجسم

العالم من حولنا في حركة مستمرة. أي جسم (كائن) قادر على القيام ببعض الأعمال ، حتى لو كان في حالة راحة. ولكن من أجل حدوث أي عملية ، بذل بعض الجهد، كبيرة في بعض الأحيان.

ترجم هذا المصطلح من اليونانية ، ويعني "النشاط" ، "القوة" ، "القوة". تحدث جميع العمليات على الأرض وخارج كوكبنا بسبب هذه القوة ، التي تمتلكها الأجسام والأجسام والأشياء المحيطة.

في تواصل مع

من بين مجموعة متنوعة ، هناك عدة أنواع رئيسية من هذه القوة ، والتي تختلف بشكل أساسي في مصادرها:

• ميكانيكي - هذا النوع نموذجي للأجسام التي تتحرك في مستوى رأسي أو أفقي أو مستوى آخر ؛
• حراري - تم إطلاقه نتيجة لذلك الجزيئات المضطربةفي المواد
• - مصدر هذا النوع هو حركة الجسيمات المشحونة في الموصلات وأشباه الموصلات ؛
• الضوء - حامله هو جزيئات الضوء - الفوتونات ؛
• نووي - ينشأ نتيجة الانشطار التلقائي المتسلسل لنواة ذرات العناصر الثقيلة.

ستناقش هذه المقالة ماهية القوة الميكانيكية للأشياء ، ومكوناتها ، وما الذي تعتمد عليه وكيف يتم تحويلها خلال العمليات المختلفة.

بفضل هذا النوع ، يمكن للأجسام ، أن تكون في حالة حركة أو في حالة راحة. إمكانية القيام بمثل هذه الأنشطة وأوضح بالحضورمكونان رئيسيان:

• حركية (إك) ؛
• المحتملة (En).

إنه مجموع الطاقات الحركية والطاقات الكامنة التي تحدد المؤشر العددي الكلي للنظام بأكمله. الآن حول ما هي الصيغ المستخدمة لحساب كل منها ، وكيف يتم قياس الطاقة.

كيف تحسب الطاقة

الطاقة الحركية هي سمة من سمات أي نظام في حالة حركة. لكن كيف تجد الطاقة الحركية؟

هذا ليس بالأمر الصعب ، لأن معادلة حساب الطاقة الحركية بسيطة للغاية:

يتم تحديد القيمة المحددة من خلال عاملين رئيسيين: سرعة الجسم (V) وكتلته (م). كلما زادت هذه الخصائص ، زادت قيمة الظاهرة الموصوفة للنظام.

ولكن إذا كان الجسم لا يتحرك (أي v = 0) ، فإن الطاقة الحركية هي صفر.

الطاقة الكامنة – هي ميزة تعتمد على مواقف وإحداثيات الهيئات.

يخضع أي جسم للجاذبية وتأثير القوى المرنة. يتم ملاحظة هذا التفاعل بين الكائنات في كل مكان ، وبالتالي فإن الأجسام في حركة مستمرة ، وتغير إحداثياتها.

لقد ثبت أنه كلما زاد ارتفاع الجسم عن سطح الأرض ، كلما زادت كتلته ، زاد مؤشر هذا حجمها.

وبالتالي ، تعتمد الطاقة الكامنة على الكتلة (م) ، الارتفاع (ح). القيمة g هي تسارع السقوط الحر الذي يساوي 9.81 م / ث 2. تبدو وظيفة حساب قيمتها الكمية كما يلي:

وحدة قياس هذه الكمية المادية في نظام SI هي جول (1 جول). هذا هو مقدار القوة اللازمة لتحريك الجسم بمقدار متر واحد ، مع تطبيق قوة مقدارها 1 نيوتن.

مهم!تمت الموافقة على الجول كوحدة قياس في المؤتمر الدولي للكهربائيين ، الذي عقد عام 1889. حتى ذلك الوقت ، كان معيار القياس هو الوحدة الحرارية البريطانية BTU ، المستخدمة حاليًا لتحديد قوة التركيبات الحرارية.

أساسيات الحفظ والتحول

من المعروف من أساسيات الفيزياء أن القوة الكلية لأي جسم ، بغض النظر عن وقت ومكان إقامته ، تظل دائمًا قيمة ثابتة ، وتتغير مكوناتها الثابتة (Ep) و (Ek) فقط.

انتقال الطاقة الكامنة إلى الحركيةوالعكس صحيح في ظل ظروف معينة.

على سبيل المثال ، إذا لم يتحرك الجسم ، فإن طاقته الحركية تساوي صفرًا ، فقط المكون المحتمل سيكون موجودًا في حالته.

والعكس صحيح ، ما هي الطاقة الكامنة للجسم ، على سبيل المثال ، عندما يكون على السطح (ع = 0)؟ بالطبع ، هو صفر ، و E من الجسم سيتألف فقط من مكونه Ek.

لكن الطاقة الكامنة قوة القيادة. من الضروري فقط أن يرتفع النظام إلى بعض الارتفاع بعد ذلك ماذاستبدأ Ep على الفور في الزيادة ، وستنخفض Ek بهذه القيمة ، على التوالي. يظهر هذا النمط في الصيغتين أعلاه (1) و (2).

من أجل الوضوح ، سنقدم مثالاً بحجر أو كرة يتم رميها. أثناء الرحلة ، كل واحد منهم لديه عنصر محتمل وحركي. إذا زاد أحدهما ، فإن الآخر ينقص بنفس المقدار.

يستمر التحليق التصاعدي للأجسام فقط طالما كان هناك احتياطي وقوة كافيين لعنصر حركة Ek. بمجرد أن يجف ، يبدأ السقوط.

ولكن ما هي الطاقة الكامنة للأشياء في أعلى نقطة ، فمن السهل تخمينها ، هو الحد الأقصى.

عندما يسقطون ، يحدث العكس. عند لمس الأرض ، يكون مستوى الطاقة الحركية مساويًا للحد الأقصى.