ما هي طاقة الوضع

آخر تحديث: أكتوبر 2, 2021

ما هي طاقة الوضع

ما هي طاقة الوضع تم تقديم مصطلح هذا من قِبل المهندس الفيزيائي والاسكتلندي ويليام رانكين في القرن التاسع عشر هناك عدة أنواع من الطاقة المحتملة، كل يرتبط بنوع متميز من القوة.

إنها الطاقة بفضل موضع الكائن بالنسبة للكائنات الأخرى.

ما هي طاقة الوضع:

كما نعلم، يمكن لكائن تخزين الطاقة نتيجة لموقعه في حالة القوس والسهم ، عندما يتم سحب القوس وعدم الاطلاق ، فإنه يخزن بعض كمية الطاقة والتي تكون هي طاقة وضع ، وعندما يتم اطلاق السهم سيكون تحول من طاقة الوضع الى الطاقة الحركية.

الطاقة الوضع هي الطاقة التي يخزنها كائن بسبب موقعها بالنسبة لكائنات أخرى، والضغوط داخل نفسها، وشحنة كهربائية، أو عوامل أخرى.

وبالمثل ، في حالة الزنبرك ، عندما ينزاح من موضع توازنه ، فإنه يكتسب قدرًا من الطاقة التي نلاحظها في شكل إجهاد نشعر به في أيدينا عند شده. يمكننا تعريف الطاقة الوضع كشكل من أشكال الطاقة التي تنتج عن تغيير وضعها أو حالتها.

صيغة لطاقة الوضع:

تعتمد صيغة الطاقة المحتملة على القوة التي تعمل على الجسمين بالنسبة لقوة الجاذبية، تكون الصيغة:

W = m×g×h = mgh

m هي الكتلة بالكيلوجرام
g هي عجلة الجاذبية
h هو الارتفاع بالأمتار

وحدة طاقة وضع الجاذبية لها نفس وحدات الطاقة الحركية: كجم م 2 / ثانية 2
ملحوظة: كل الطاقة لها نفس الوحدات – كجم م 2 / ثانية 2 ، ويتم قياسها باستخدام وحدة الجول (J).

ما هي الأنواع المختلفة للطاقة الوضع:

الطاقة الكامنة هي أحد الشكلين الرئيسيين للطاقة ، إلى جانب الطاقة الحركية هناك نوعان رئيسيان من الطاقة الكامنة وهما:

طاقة الوضع الجاذبية
الطاقة الوضع المرنة

الجاذبية:

تُعرَّف طاقة الوضع الجاذبية لجسم ما على أنها الطاقة التي يمتلكها الجسم ترتفع إلى ارتفاع معين مقابل الجاذبية.

سنقوم بصياغة طاقة الجاذبية بالمثال التالي.

ضع في اعتبارك كائن كتلته = m. توضع على ارتفاع h من الأرض ، كما هو موضح في الشكل.

الآن ، كما نعلم ، القوة المطلوبة لرفع الجسم تساوي m × g من الجسم.

عندما يتم رفع الجسم مقابل قوة الجاذبية ، يتم القيام ببعض الشغل (W) عليه.

الشغل المنجز على الجسم = القوة × الإزاحة K وبالتالي:

W = m × g × h = mgh

وفقًا لقانون حفظ الطاقة ، نظرًا لأن العمل المنجز على الكائن يساوي m × g × h ، فإن الطاقة المكتسبة بواسطة الكائن = m × g × h ، والتي في هذه الحالة هي الطاقة الكامنة E.

E لجسم مرفوع إلى ارتفاع h فوق سطح الأرض = m × g × h

مثال:

من المهم ملاحظة أن طاقة الجاذبية لا تعتمد على المسافة التي يقطعها الجسم ، ولكن الإزاحة ، أي الفرق بين الارتفاع الأولي والارتفاع النهائي للجسم. ومن ثم ، فإن المسار الذي وصل فيه الكائن إلى الارتفاع لا يؤخذ في الاعتبار.

في المثال الموضح أعلاه ، ستكون الطاقة الجاذبية لكل من الكتلتين A و B هي نفسها.

الطاقة المرنة:

هي الطاقة المخزنة في الأشياء التي يمكن ضغطها أو شدها مثل الأربطة المطاطية والترامبولين وحبال البنجي.

لما زادت قدرة الجسم على التمدد ، زادت مرونة طاقته الكامنة. تم تصميم العديد من الكائنات خصيصًا لتخزين الطاقة الكامنة المرنة مثل ما يلي:

شريط مطاطي ملتوي يعمل على تشغيل طائرة لعبة
قوس آرتشر ممدود

عادةً ما يكون للكائن الذي يخزن الوضع المرنة حدًا عاليًا من المرونة ، ومع ذلك ، فإن جميع الأجسام المرنة لها عتبة للحمل الذي يمكنها تحمله.

عندما يتشوه خارج حدود المرونة ، لن يعود الكائن إلى شكله الأصلي.

يمكن حساب الطاقة الكامنة المرنة باستخدام الصيغة التالية:

U=12kx2

حيث:

U هي الطاقة الوضعية المرنة
k هو لولبية التواء الينابيع
x هو طول امتداد السلسلة بالمتر

الوسوم

آخر تحديث: أكتوبر 2, 2021