حقائق الطاقة الميكانيكية للأطفال

الطاقة ، في الفيزياء ، هي قدرة النظام على القيام بعمل. الشغل هو القوة التي ينتجها نظام ما على نظام آخر على مسافة. لذلك ، الطاقة تساوي قدرة النظام على سحب أو دفع قوى أخرى. الطاقة الميكانيكية هي مجموع كل الطاقة داخل النظام. يمكن تقسيم الطاقة الميكانيكية إلى شكلين من أشكال الطاقة: الطاقة الحركية والطاقة الكامنة.

عندما يكون جسم ما في حالة حركة ، فإن نوع الطاقة المعروضة هي الطاقة الحركية. تتضمن بعض الأشكال العديدة للطاقة الحركية الدوران (الطاقة من الدوران حول المحور) ، الاهتزازات (الطاقة من الاهتزاز) والانتقالية (الطاقة من الحركة من مكان إلى اخر). معادلة حل مقدار الطاقة الحركية لجسم ما في وقت معين هي: KE = (1/2) * m * v ^ 2 ، حيث m = كتلة الجسم و v = سرعة الجسم.

عندما تكون الطاقة الحركية هي طاقة الحركة ، فإن الطاقة الكامنة هي الطاقة المخزنة في جسم ما حسب موضعه. في هذا الشكل ، لا تعمل الطاقة ، ولكن لديها القدرة على التحول إلى أشكال طاقة أخرى. في حالة الطاقة الميكانيكية ، تتحول الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية عندما يتحرك الجسم. نوعان من الطاقة الكامنة هما طاقة الجاذبية والمرنة الكامنة. الطاقة الكامنة للجاذبية هي طاقة الجسم اعتمادًا على ارتفاعه فوق الأرض. الطاقة الكامنة المرنة هي الطاقة المخزنة في جسم يتم شده أو ضغطه ، مثل الزنبرك.

قانون الحفاظ على الطاقة هو قانون أساسي للفيزياء وينص على أنه داخل نظام معزول عن محيطه ، يتم الحفاظ على إجمالي الطاقة داخل النظام. وهذا يعني ، على الرغم من أن كمية الطاقة الحركية والطاقة الكامنة يمكن أن تتغير من لحظة إلى أخرى لحظة كمية الطاقة الإجمالية ، الطاقة الميكانيكية للجسم ، لا تتغير أبدًا طالما بقيت معزول. يتم تحديد الطاقة الكامنة لجسم ما بواسطة المعادلة: PE = mgh ، حيث m = كتلة الجسم ، و g = تسارع الجاذبية و h = ارتفاع الجسم فوق الأرض.

الطاقة الميكانيكية للنظام هي مجموع الطاقة الحركية والطاقة الكامنة داخل النظام: الطاقة الميكانيكية = الطاقة الكامنة + الطاقة الحركية. نتيجة هذه المعادلة تسمى الطاقة الميكانيكية الكلية. تقاس الطاقة الميكانيكية بوحدات تسمى الجول. الأجسام ذات الطاقة الميكانيكية إما في حالة حركة أو لديها طاقة مخزنة للقيام بعمل. في حين أن النظام المعزول يحافظ على طاقته الميكانيكية ، فإن هذا لا يحدث عادة في الكلمة الحقيقية لأن يتم تحويل بعض الطاقة الكامنة إلى أشكال أخرى من الطاقة ، مثل الحرارة ، من خلال مقاومة الهواء و احتكاك. تصبح هذه الطاقة "مفقودة" للنظام.