مع بداية العام الدراسي الجديد يبحث الكثير من الطلبة والطالبات عن إجابة بعض الأسئلة الهامة في مادة العلوم، مثل سؤال أكمل في اثناء سقوط كرة من ارتفاع ما تكتسب طاقة ؟، وإجابة هذا السؤال ستجده بالتفصيل في هذا المقال في مجلة البرونزية، فسقوط الأجسام في الهواء ينتج عنه نوع من أنواع الطاقات، ويكن لها قوانين خاصة بها تقم بتفسير هذه الظاهرة بشكل علمي، ومادة العلوم تقدم شرح علمي دقيق لكثير من الظواهر التي تحيط بنا.
محتويات المقال
في اثناء سقوط كرة من ارتفاع ما تكتسب طاقة
كل الظواهر والأجسام المحيطة بنا إما ستجدها في حالة سكون، أو في حالة حركة.
ولكل ظاهرة من هذه الظواهر مجموعة من القوانين والتفسيرات الخاصة به.
ووجد الطلبة في كتاب العلوم في أحد الصفوف الابتدائية، سؤال سبب لهم في حيرة شديدة.
وأرادوا التعرف على إجابة هذا السؤال بطريقة علمية، ويريدون معرفة التفسير المنطقي لهذه الإجابة.
والسؤال هو أكمل في اثناء سقوط كرة من ارتفاع ما تكتسب طاقة ؟.
وإجابة هذا السؤال: تكتسب طاقة الحركة.
بالطبع عندما تسقط الكرة من مكان مرتفع، سقوطها هذا سينتج عنه طاقة حركة.
فقد كانت في البداية في حالة سكون، وكانت طاقة الوضع في هذه الحالة مرتفع، ثم بسبب وجود تأثير خارجي ما تحول السكون إلى الحركة.
فطاقة الحركة حتى تؤثر على المادة لابد من وجود مؤثر خارجي، هو الذي حفز الكرة للقيام بهذا النشاط.
من الممكن أن يكن المؤثر الخارجي هو رياح، أو ركل أحدهم للكرة، أو غيره من العوامل.
إذا نستنتج من هذه الإجابة، أن حركة أي مادة يكن بسبب وجود مؤثر خارجي.
وهناك أشكال وأنواع مختلفة للطاقة في الماديات حولنا، منها طاقة الوضع، الطاقة الحرارية، الطاقة الكهربائية، الطاقة النووية، طاقة كهرمائية، طاقة الرياح، طاقة المد والجزر.
كما أشرنا فسقوط الكرة من ارتفاع مرتفع ينتج عنه طاقة الحركة.
وطاقة الحركة هي الطاقة التي تنتج عن الشغل، وتسبب حركة المادة من حركة السكون.
وحركة الجسد تتأثر بشكل أو بأخر، تبعًا لكتلة المادة وسرعته.
وطاقة الحركة هي الطاقة التي تنتج عن حركة الجسم، وتسبب نقل الجسم من نقطة إلى نقطة ما.
وتكن حركة المادة في خطوط مستقيمة، أو في دوران، والحركة تسبب اهتزاز عام للجسم.
والجسم يظل في حالة حركة، فطاقة الحركة لا تفقد، إلا إذا كان هناك عامل مؤثر أدى إلى تكون احتكاك مما سبب في فقدان الجسم لطاقة الحركة، وانتقلت مرة أخرى إلى طاقة السكون.
وخرج العلماء بقانون يسمى بقانون حفظ الطاقة، هذا القانون يوضح بأن كل الأجسام المادية تظل محتفظة بطاقتها إذا لم يكن هناك كبح لهذه الطاقة.
وبالنظر إلى المثال الذي قمنا بطرحه، فالكرة ستظل تسقط حتى ترتطم بالأرض، وفي هذه الحالة ستتحول طاقة الحركة إلى طاقة الوضع.
والطاقة في الأجسام المادية من الممكن أن تتغير صورتها.
وأبسط مثال على ذلك، الكائن الحي يأكل ويشرب، وبداخله تتم عملية الهضم التي تكن نتيجة لتكون طاقة كيميائية تفاعلية محددة، ينتج بعد ذلك الحركة.
وطاقة الحركة تقاس بوحدة الجول.
1 جول = 1 كيلوجرام. متر2. ثانية −2
الأشكال المختلفة للطاقات
في اثناء سقوط كرة من ارتفاع ما تكتسب طاقة الحركة، وفي هذا المثال تتحول طاقة الوضع وطاقة السكون إلى طاقة الحركة.
وهناك أشكال مختلفة للطاقات، وتتحول الطاقة من نوع إلى نوع أخر إذا كان هناك مؤثر ما.
ولذلك فالطاقة لا تفقد أبدًا، بل هي فقط تتغير نوعها، فتتغير ما بين طاقة كيميائية، وطاقة حرارية، وطاقة كهرومغناطيسة، وطاقة وضع، وطاقة كهربائية وطاقة نووية، وغيرها.
فإذا نظرت إلى المصباح الكهربائي ستجده يقوم بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية وطاقة حرارية.
وإذا قمت بتركيب مولد كهربائي على أحد الدرجات، فعند حركة الدراجة ستتحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية.
وعند استخدام مكابح السيارات ينتج احتكاك يحول الطاقة الحركية إلى طاقة حرارية.
وفي المركبات ووسائل المواصلات بسبب احتراق الوقود، تنتج طاقة الحركة، وتسير المركبة.
وإذا أردت حساب كمية الطاقة الناتجة، عليك النظر إلى متغيرين أساسيين.
المتغير الأول هو سرعة الجسم، والمتغير الثاني هو كتلته.
والقانون العام لطاقة الحركة هو 1/2 ناتج الكتلة ضرب مربع السرعة.
وعن طريق هذا القانون يمكن الإجابة على العديد من الأسئلة والمسائل الرياضية المختلفة.
فإذا كنت تدرك جيدًا كتلة الجسم، وسرعته، ستكن قادرًا على التعرف على مقدار طاقة الحركة الذي يسير به.
ولذلك الطالب إذا أراد التعرف على إجابة أي مسألة عليه النظر في البداية إلى قيمة الكتلة، وقيمة السرعة.
شرح قانون الحركة
وهذا القانون يظهر لك العلاقة المباشرة ما بين الحركة وبين السرعة.
فكلما زادت سرعة أي جسم مادي، زادت طاقة الحركة، وإذا تضاعفت السرعة، فهذا يعني أنه سيقطع أربع أضعاف المسافة التي كان يقطعها بالسرعة الطبيعية.
وهذا القانون يستخدمه السائقين كثيرًا، ليتعرفوا على سرعة المركبة، والمدة التي سيستغرقها للوصول إلى الهدف المحدد.
فإذا سارت المركبة في طريق ما بسرعة 60 ميل في الساعة، ففي هذه الحالة تكن طاقة الحركة تساوي حوالي 30 ميل في الساعة.
وإذا زادت السرعة زادت الطاقة، ويتم أخذ هذا القانون في الحسبان عند وضع القوانين المنظمة لعملية سير المركبات في الشوارع، للتأكد من السير بالسرعة المحددة منعًا لإصابة أي من السائقين بالخطر.
ولذلك فالمؤثر الأساسي على طاقة الحركة هو مربع السرعة.
وطاقة الحركة دائمًا لها قيمة، ولا يمكن أبدًا أن تكن قيمتها سالبة.
فإما تكن قيمة طاقة الحركة صفر إذا كان الجسم ساكن تمامًا، وإما تكن القيمة موجبة إذا تحرك الجسم بسبب وجود أي مؤثر خارجي.
وعند قياس قيمة طاقة الحركة لا يتم الأخذ في الحسبان الاتجاه.
ففي المثال الذي أشرنا إليه، إذا قمت بقفز الكورة لأعلى، أو لاتجاه اليمين، أو للاتجاه اليسار، لن يؤثر ذلك على قيمة طاقة الحركة المرتبطة بها.
وهكذا نكن قد أشرنا إلى إجابة سؤال أكمل في اثناء سقوط كرة من ارتفاع ما تكتسب طاقة ؟، كما يمكنك الآن قراءة كل جديد من مجلة البرونزية.
