الطاقة الحركية هي الطاقة للحركة؛ أي جسم متحرك لديه طاقة حركية. إنه واحد من دلاء كبيرين يصفان الطاقة الميكانيكية ؛ والآخر هو الطاقة الكامنة ، وهي شكل من أشكال الطاقة المخزنة.
يمكن أن يكون لشيء ما طاقة كامنة وحركية ، ويمكن لهذه الأشكال من الطاقة أن تتحول ذهابًا وإيابًا طالما أن الطاقة الإجمالية لا تتغير أبدًا. هذا بسببقانون حفظ الطاقة، والتي تنص على أن الطاقة الكلية في نظام مغلق تظل ثابتة.
ضع في اعتبارك أن قطار الأفعوانية ينزل من التل. في الأسفل ، سرعته هي الأكبر - كما هي طاقتها الحركية. في منتصف الطريق إلى أعلى نقطة له ، لديه كميات متساوية تقريبًا من طاقة وضع الجاذبية و الطاقة الحركية ، ثم في الأعلى ، عندما تكون بالكاد تتحرك على الإطلاق ، فإن معظم طاقتها تكون محتملة طاقة. ومع ذلك ، تظل الطاقة الكلية كما هي في جميع النقاط على مسارها.
معادلة الطاقة الحركية
الطاقة الحركية الميكانيكية لجسم الكتلةمتتحرك بسرعةالخامستعطى بالصيغة:
KE_ {mech} = \ frac {1} {2} mv ^ 2
وحدة SI لـKEهو الجول (J) حيث 1 J = 1 نيوتن متر. كلما كانت الكتلة أثقل وزادت سرعة حركتها ، زادت طاقتها الحركية ، لكنها تعتمد خطيًا على الكتلة بينما تتناسب مع مربع السرعة.
أنواع الطاقة الحركية
الطاقة الحركية الميكانيكيةيرتبط بالحركة الميكانيكية للجسم. يمكن أن يكون لها طاقة حركية انتقالية (خطية) و / أو طاقة حركية دورانية (غزل). على سبيل المثال ، الكرة التي تتدحرج على الأرض لديها طاقة حركية انتقالية ودورانية.
طاقة حركية مشعةهي الطاقة في شكل إشعاع كهرومغناطيسي. قد تكون أكثر دراية بالضوء المرئي ، ولكن هذه الطاقة تأتي في أنواع لا يمكننا رؤيتها أيضًا ، مثل موجات الراديو ، والموجات الدقيقة ، والأشعة تحت الحمراء ، والأشعة فوق البنفسجية ، والأشعة السينية ، وأشعة جاما. إنها طاقة تحملها الفوتونات - جسيمات الضوء.
يُقال أن الفوتونات تُظهر ازدواجية جسيم / موجة ، مما يعني أنها تتصرف مثل الموجة والجسيم. تختلف عن الموجات العادية بطريقة حرجة للغاية: فهي لا تتطلب وسيطًا للسفر من خلاله. وبسبب هذا ، يمكنهم السفر عبر فراغ الفضاء.
الطاقة الحركية الحرارية، والمعروفة أيضًا باسم الطاقة الحرارية ، هي نتيجة اهتزاز الجزيئات في مادة ما. كلما زادت سرعة اهتزاز الجزيئات ، زادت الطاقة الحرارية وزادت حرارة الجسم. كلما كانت الاهتزازات أبطأ ، كان الجسم أكثر برودة. عند الحد الذي تتوقف فيه جميع الحركة ، تكون درجة حرارة الجسم مطلقة 0 على مقياس كلفن. درجة الحرارة هي مقياس لمتوسط الطاقة الحركية الانتقالية لكل جزيء.
غالبًا ما يتم تحويل أشكال أخرى من الطاقة إلى طاقة حرارية نتيجة لقوى الاحتكاك أو التبديد. فكر في فرك يديك معًا لتدفئتهما - فأنت تحول الطاقة الحركية الميكانيكية إلى طاقة حرارية!
معيبدووالطاقة الحركية للموجة، اضطراب ينتقل عبر وسيط. أي نقطة في هذا الوسط سوف تتأرجح في مكانها مع مرور الموجة - إما بمحاذاة اتجاه الحركة (أموجه طويلة) أو عموديًا عليها (أموجة عرضية) ، مثل ما يُرى بموجة على سلسلة.
بينما تتأرجح النقاط في الوسط في مكانها ، ينتقل الاضطراب نفسه من مكان إلى آخر. هذا شكل من أشكال الطاقة الحركية لأنه ناتج عن تحرك مادة فيزيائية.
الموجة الصوتية هي موجة طولية. أي أنه ينتج عن الضغط والتخلخل في الهواء (الأكثر شيوعًا) أو مادة أخرى. أضغطهي منطقة يكون فيها الوسط مضغوطًا وأكثر كثافة ، والفراغهي منطقة أقل كثافة.
الطاقة الحركية الكهربائيةهي الطاقة الحركية المرتبطة بالشحنة المتحركة. إنها نفس الطاقة الحركية الميكانيكية 1 / 2mv2; ومع ذلك ، فإن الشحنة المتحركة تولد أيضًا مجالًا مغناطيسيًا. هذا المجال المغناطيسي ، مثله مثل مجال الجاذبية أو المجال الكهربائي ، لديه القدرة على نقل الطاقة الكامنة إلى أي شيء يمكن أن "يشعر به" - مثل المغناطيس أو أي شحنة متحركة أخرى.
عندما تشق الشحنة المتحركة طريقها عبر دائرة ، تسمح العناصر الموجودة في الدائرة بما يرتبط بها الطاقة المراد تحويلها إلى طاقة ضوئية ، أو أشكال أخرى حيث يتم استخدام الدائرة لتشغيل مختلف الأجهزة الإلكترونية الأجهزة.