الى ماذا يحول الاحتكاك الطاقة الميكانيكية

يحتاج الإنسان إلى الطاقة الموجودة في الطبيعة من أجل القيام بأعماله المتعددة، لذلك لجأ إلى إيجاد الطرق المختلفة للحصول على الطاقةِ من مصادر مختلفةٍ بحيث يسهل عليه الحياة، واستمرت المحاولات عبر العصور للوصول إلى ما يمكن أن ينتج الطاقة الخارجيّة ، وهناك ما يسمى بالطاقة الميكانيكية لجسم ما ، فما معنى الطاقة الميكانيكية لجسم ما ؟ تابع السطور القادمة واقرأ بإمعان لتتعرف على الطاقة الميكانيكية والمزيد من المعلومات المهمة حول الموضوع .

يقصد بالطاقة الميكانيكية لجسم ما مجموع طاقة حركته وطاقة الوضع. وللتفريق بين الطاقة الميكانيكية وغيرها من أنواع أخرى للطاقة، وهي طاقة داخلية وهي طاقة تتعلق بالحالة المجهرية للجسم، وحركة الجزيئات فيه وطاقة كيميائية وهي تتمثل في الطاقة المخزونة في الأربطة بين الذرات في الجزيئات ، وطاقة نووية وهي التآثر القوي بين البروتونات والنيوترونات في أنوية الذرات ، اضافة الى طاقة إشعاعية وهي طاقة كهرومغناطيسية تنشأ عن تغير المجال الكهربائي أو المجال المغناطيسي وتظهر على هيئة فوتونات ، وطاقة الإلكترونات في الذرة حيث تتخذ كمات محدودة(quanta) في المدارات حول النواة.

الى ماذا يحول الاحتكاك الطاقة الميكانيكية

وفيما يلي ننشر لكم في مصر النهاردة اجابة سؤال الى ماذا يحول الاحتكاك الطاقة الميكانيكية ، تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية فاتحة عصر تقنية الكهرباء وتمكن فرداي من تحويل الطاقة الميكانيكية الى طاقة كهربائية، كان هذا الاكتشاف فاتحة عصر تقنية الكهرباء – واليوم تقوم قوة البخار او حتى الذرة او قوة المياه المندفعة من فتحات الخزانات او الشلالات بمهمة أصابع فراداي في تحريك لفات السلك داخل مولدات الكهرباء التي تعرف باسم «الدينمو» فتتولد الكهرباء التي تضيء المدن وتدير التليفونات واجهزة الراديو والثلاجات وتدير المصانع وما الى ذلك، وفي المولدات الضخمة يستبدل المغناطيس العادي بمغناطيس كهربائي وهو قضيب من الحديد على هيئة حدوة حصان لف حوله سلك معزول يمر فيه تيار كهربائي فيولد حوله باستمرار مجالا مغنطيسيا قويا، ولامداد هذا المغناطيس بالكهرباء قد يلحق بالمولد، مولد صغير آخر. ليتصل التيار الكهربائي المتقطع فتتصل نهاية لفة السلك بعجلتين صغيرتين تركبان على المحور المتحرك وهاتان العجلتان تمسان أثناء دورتهما جزئين ثابتين يطلق عليهما اسم (الفرشتين) يتصل بهما سلكان بنقلان التيار الى حيث يراد نقله.

هناك عدة صور لتحول الطاقة الميكانيكية وهي :

• تحويل ميكانيكي – حراري، مثل تحول طاقة حركة مركبة الفضاء عند عودتها إلى الأرض، إذ يُنتج احتكاكها الشديد بالغلاف الجوي حرارة عالية.
• تحويل ميكانيكي – كهربائي، مثل عمل المحول الكهربائي تتحول طاقة حركته الدورانية إلى طاقة كهربائية.
• تحويل ميكانيكي – إشعاعي، ويتحقق هذا عندما يصدر إلكترونا سريعا شعاعا كهرومغناطيسيا في هيئة فوتون.
• تحويل ميكانيكي – ميكانيكي، عند اصتدام كرة البلياردو بكرة أخرى، بافتراض انه تصادم مرن (أي عندما تتحول طاقة الحركة بأكمله إلى طاقة حركة فقط من دون تحول جزء منها إلى طاقة حرارية أو تغير في الشكل (تهشم أو اعوجاج).

قانون حفظ الطاقة الميكانيكية pdf

الطاقة الميكانيكية تعرف بأنّها مجموع طاقتي الوضع والحركة لأي جسم، وحفظ الطاقة الميكانيكية يعني أنّ هذا المقدار يبقى ثابتاً ولا يتغيرعند كل النقاط أثناء حركة الجسم، ويكن التعبير عنه بالرموز كالآتي: طم=طو+طح حيثُ إنّ: طم: الطاقة الميكانيكية. طو: طاقة الوضع. طح: الطاقة الحركية. أي أنّ الطاقة الميكانيكية لأي جسم في نظام محافظ تساوي طاقة الوضع لوحدها عندما تكون الطاقة الحركية تساوي صفراً، أو الطاقة الحركية لوحدها عندما تكون طاقة الوضع تساوي صفراً أو مجموع كلا الطاقتين معاً، وهذا المقدار ثابت لا يتغير لهذا الجسم سواءَ كان ساكناً أم متحركاً، حيثُ يمكن أن يتغير مقدار طاقة الوضع وحده زيادةً أو نقصاناً ومقدار الطاقة الحركية زيادةً أو نقصاناً، إلّا أنّ مجموعهما يبقى ثابتاً، أي أنّ الطاقة الميكانيكية تبقى ثابتة ومحفوطة

أشكال الطاقة

ونستعرض هنا الطاقة الميكانيكية :

1- الطاقة الكامنة المرونية وترتبط باستطالة الجسم المرن أو انضغاطه. و عندما يستطيل أو ينضغط الجسم المرن بمقدار x حيث ثابت مرونته k، فإنه يخزن طاقة كامنة مرونية مقدارها:
Epe=k. x²/2
وعند السماح للجسم المنضغط بالحركة تتحول تلك الطاقة المخزونة طاقة الوضع إلى طاقة حركة.

2-الطاقة الكامنة الثقالية وترتبط بارتفاع الجسم عن الأرض:
عندما يكون جسم كتلته m على ارتفاع h من سطح الأرض، نقول أنه يخزن طاقة كامنة ثقلية طاقة الوضع مقدارها :
Ep= m.g.h
حيث m تمثل كتلة الجسم بالكيلوجرام
h ارتفاع الجسم عن سطح الأرض بالمتر
g عجلة الجاذبية الأرضية نيوتن /كيلوجرام (N/Kg)

ما هي معادلة الطاقة الميكانيكية

وتُعطى الطاقة الميكانيكية بالمعادلة :
E = Ep + Ek

حيث Ek طاقة الحركة، Ep طاقة الوضع للجسم ، وكما تنص المعادلة فمجموع طاقة حركة الجسم وطاقة وضعه ثابت، وهي طاقته الميكانيكية.

تتغير طاقة الوضع لجسم بتغير ارتفاعه عن سطح الأرض. فإذا افترضنا مؤقتا أن طاقة الوضع لجسم على سطح الأرض تساوي صفرا، ثم قمنا بقذف حجر عموديا إلى أعلى، يبدأ الجسم بطاقة حركة عالية وما يلبث أن تهدأ سرعته رويدا رويدا بفعل الجاذبية أو الثقالة وتتحول طاقة حركته خلال ارتفاعه إلى طاقة وضع. حتى إذا وصل الحجر إلى أقصى ارتفاع له تكون كل طاقة حركته قد تحولت إلى طاقة وضع. ويبدأ الحجر بفعل طاقة الوضع التحرك ثانيا إلى أسفل حيث تزداد سرعته إلى أن يلتقي بالأرض، عندئذ تكون طاقة وضعه (التي اكتسبها في العلاء) قد تحولت إلى طاقة حركة ثانيا. وباصتدامه بالأرض تتحول طاقة حركته فورا إلى طاقة حرارية. وهذا يحقق قانون انحفاظ الطاقة.

وفي كل نقطة من مسار الحجر أثناء الصعود والهبوط يكون مجموع طاقة حركته وطاقة وضعه ثابتا.أي إذا تزايدت واحدة تنقص الأخرى بنفس القدر.

ما هي وحدة قياس طاقة الوضع و الطاقة الحركية

وتـُقاس طاقة الوضع مثلما تقاس طاقة الحركة، بوحدة كيلوجرام.2متر. −2ثانية أو جول.

أمثلة الطاقة الميكانيكة

السقوط الحر مع إهمال مقاومة الهواء: يكون مقدار طاقة الوضع أكبر ما يمكن عندَ القمة، حيثُ إنّ الجسم يكون أبعد ما يمكن عن الأرض باعتبارها مرجعاً، ومقدار الطاقة الحركية يساوي صفراً عندَ هذه النقطة. يكون مقدار الطاقة الحركية أكبر ما يمكن عندَ الوصول إلى الأرض، حيثُ إنّ الجسم يمتلك أكبر سرعة في هذه اللحظة، ومقدار طاقة الوضع يساوي صفراً. في أثناء سقوط الجسم تقل طاقة الوضع وتزداد الطاقة الحركية تدريجياً، ومقدار النقصان في مقدار طاقة الوضع هو ذاته مقدار الزيادة في الطاقة الحركية. مجموع طاقة الوضع والطاقة الحركية ثابت في كل نقطة، أي أنّ الطاقة الميكانيكة محفوظة في هذا النظام. حركة البندول مع اهمال مقاومة الهواء: عندَ رفع البندول إلى ارتفاع معين مع عدم تركه، فإنّه يخزن طاقة وضع في هذه الحالة، ومقدار الطاقة الحركية له تساوي صفراً. عندَ ترك البندول، تقل طاقة الوضع تدريجياً وتزداد الطاقة الحركية حتّى تصل لأعلى قيمة ممكنة، حيثُ تكون سرعة البندول تساوي أكبر ما يمكن، والارتفاع أقل ما يمكن. عندما يكمل الحركة، فإنّ الطاقة الحركية تقل وتزداد طاقة الوضع تدريجياً حتّى تصل أعلى قيمة لها، حيثُ تساوي الطاقة الحركية صفراً ويكون البندول في أعلى ارتفاعٍ له. مجموع طاقة الوضع والطاقة الحركية ثابت في كل نقطة، أي أنّ الطاقة الميكانيكة محفوظة في هذا النظام.