الطاقة الكامنة المرنة: 11 أمثلة مهمة


عندما تطبق القوة على عنصر مرن ، فإنه يتشوه لأنه يخزنه كطاقة كامنة مرنة. أثناء تحرير القوة ، يعود الجسم إلى شكله الأصلي بفضل الطاقة المخزنة ، مع استمرار العمل.

توضح أمثلة الطاقة الكامنة المرنة التالية تأثيرها على جوانب مختلفة من الحياة اليومية.

قوس آرتشر ممدود: 

حتى يتم تحرير القوس ، يتم تخزين الطاقة المستخدمة لثنيه للخلف كمطاط الطاقة الكامنة. عندما يتم تحرير القوس ، يتم تحويل الطاقة الكامنة المرنة في القوس على الفور إلى الطاقة الحركية في السهم. السهم قابل للتمدد أيضًا. عندما يسحب الخيط السهم ، فإنه ينحني ويطير بعيدًا عن الخيط عندما يعود القوس إلى موضعه الأصلي.

الصورة الائتمان: كورت كايزر, القوس والسهم, CC0 1.0

زنبرك ملفوف: 

الربيع هو أفضل مثال عند التفكير في الطاقة الكامنة المرنة - إن شد أو ضغط الزنبرك يخزن الطاقة كطاقة محتملة مرنة. يمكن شد أو ضغط الزنبرك لفترة طويلة دون فقد الطاقة. يمكن استخدام خاصية الزنبرك هذه كممتص للصدمات في الأجهزة الميكانيكية مثل السيارات لتقليل تأثير الطرق الوعرة على الركاب.

لعبة الرياح حتى:

المفتاح في لعبة الجرح حتى الساعة صلب ويصعب قلبه. عندما تدير المفتاح ، فإنك تقوم بتخزين الطاقة عن طريق شد الزنبرك الرئيسي ، وهو زنبرك معدني قوي. لا تتلاشى طاقتك أثناء العمل عليها ؛ بدلاً من ذلك ، يتم تخزينه كطاقة محتملة مرنة. عندما تحرر المفتاح ، تتحول الطاقة المخزنة في النابض الرئيسي إلى طاقة حركية ، والتي تشغل اللعبة. تستخدم ساعة الرياح أو الساعة الآلية الدقيقة.

النابض الرئيسي لساعة متعرجة. اعتمادات الصورة: شيتفورنو, المنبه الربيع الرئيسي, CC0 1.0

الساق الصناعية: 

عادةً ما يستخدم مرتدو الأطراف الاصطناعية الذين يرغبون في المشاركة في الرياضات الترفيهية طرفًا اصطناعيًا للجري. يتم تصنيع أرجل الجري الاصطناعية لتخزين الطاقة في طاقة وضع مرنة ثم تحويلها إلى طاقة حركية. بمجرد أن تلمس القدم الأرض ، تنحني وترجع إلى شكلها الأصلي. يتم دفع العداء للأمام بواسطة الطاقة المرنة الكامنة التي تتحول إلى طاقة حركية.

رجل يركض بساق صناعية. رصيد الصورة: إلفار فرير"أوسكار بيستوريوس"(CC BY 2.0

لوحة الغوص:

تُستخدم ألواح الغطس في الغوص وتُعرف أيضًا بألواح القفز لأنها مصنوعة من الينابيع. يتم تعليق أحد طرفي لوحة الغوص ، بينما يتم تعليق الطرف الآخر على سحب السباحة. يمكن أن يكتسب الغواصون السرعة باستخدام ألواح الغوص.

عندما يسقط الغواص على لوح الغوص ، سوف يفعل ذلك ممارسة القوة بسبب كتلته. نتيجة لذلك ، سوف ينضغط زنبرك اللوح. سيتم تخزين ضغط الزنبرك هذا كطاقة محتملة مرنة. سيتم إطلاق الطاقة الكامنة المتراكمة وتحويلها إلى طاقة حركية عندما تتأرجح لوحة الغوص. الآن اللوحة تدفع الغواص بقوة هائلة. يساعد عزم اللوح الغواص في الدوران في الهواء.

رابط مطاطي: 

تتمتع الأربطة المطاطية بخصائص مرنة ، مما يعني أنه عند شدها أو ثنيها ، فإنها تعود إلى شكلها الأصلي. يمكن استخدامه لتوصيل كائنات متعددة.

يمكن استخدام الأربطة المطاطية لصنع طائرة ألعاب. يجرح شريط مطاطي مروحة لعبة الطائرة لأنها تخزن الطاقة في لفها. تدور المروحة أثناء رمي الطائرة ، مما يوفر قوة دفع للطائرة عن طريق تحويل المرونة الطاقة الكامنة المخزنة في الشريط المطاطي إلى طاقة حركية.

كرة القفز:

عندما تصطدم كرة مكونة من مادة مرنة ، مثل المطاط ، بالأرض ، تتحول طاقتها الحركية إلى طاقة وضع مرنة. بعد ذلك ، يتم تحويل هذه الطاقة مرة أخرى إلى طاقة حركية ، مما يتسبب في ارتداد الكرة لأعلى. تتمتع الكرات المطاطية بأعلى قدرة على الارتداد. ستؤدي الطاقة الكامنة المرنة المخزنة في الكرة إلى ارتدادها عن جدار القرميد عندما تتقلص.

كرات ومضارب التنس مرنة. عندما تصطدم الكرة بالمضرب ، فإنها تنضغط وتغير شكلها من دائرية إلى بيضاوية ، وتخزن الطاقة كطاقة محتملة مرنة. ستطير الكرة إلى الأمام بعد أن يستعيد المضرب والكرة شكلهما الأصلي. عندما تلعب الجولف أو كرة السلة ، تحدث نفس الأشياء.

حبل بنجي:

لاعبي القفز بنجي لديهم طاقة على شكل جاذبية الطاقة الكامنة عندما يقفزون من ارتفاعات كبيرة. إنهم يتحركون عندما يقفزون. تم الآن تحويل الطاقة إلى طاقة حركية. نعلم جميعًا أن الطاقة محفوظة في جميع الأوقات ، وهذا أحد أهم مبادئ الطبيعة في الكون. لذلك عندما يتوقف العبور ، يجب أن تذهب هذه الطاقة الحركية إلى مكان ما. عندما تتوقف الحركة بشكل مفاجئ ، فإنها تتسبب في زيادة الطاقة عبر جسم الوثب ، مما يؤدي إلى إصابة داخلية وصدمة نفسية. لذلك يستخدم الحبل المرن لامتصاص الطاقة الحركية بشكل كبير وتخزينها في شكل طاقة كامنة مرنة توفر عمر العبور.

الترامبولين:

القفز على الترامبولين مسلي ومريح. يعتبر القفز على الترامبولين مثالاً ممتازًا على توفير الطاقة. يوضح كيف تنتقل الطاقة من الطاقة الكامنة إلى الطاقة الحركية. تمنحك الجاذبية طاقة حركية عند القفز على الترامبولين. عندما تقفز على الترامبولين ، تبدأ البساط في التمدد لأسفل ، وتحويل الطاقة الحركية إلى طاقة وضع مرنة. تم تحويل الطاقة الكامنة المرنة الآن إلى طاقة حركية ، مما يجعلك ترتد على الترامبولين. عندما تقفز مع شخص آخر ، فإنك توفر ضعف الطاقة الحركية عندما تهبط على السجادة. هذا يعني أن الزنبرك المرتبط بالحصيرة سيكتسب ضعف الطاقة الكامنة ، مما يؤدي إلى ضعف الارتداد.

مقلاع:

هدف Slingshot هو إطلاق قذيفة بمعدل سريع. يتم استخدام نوع معين من الشريط المطاطي لتحقيق هذا الهدف. يمكن سحب القذيفة باستخدام الطاقة العضلية. كلما سحبتها للخلف ، زادت مرونة الطاقة الكامنة. ستتحول الطاقة المرنة المخزنة إلى المزيد من الطاقة الحركية ، مما يوفر سرعة أعلى للقذيفة.

المقاليع العمل على نفس مبدأ المقلاع. تستخدم المنجنيق لدفع الطائرات لمسافات قصيرة عندما لا يكون هناك مدرج. علاوة على ذلك ، فقد تم استخدامه كسلاح في الجيش منذ العصور القديمة.

أمثلة على الطاقة الكامنة المرنة
الصور: ماكسبيكسل صورة مجانية

الإسفنج:

الإسفنج ممتص قوي للماء وله مرونة. يعد استخدام إسفنجة لإزالة الماء من سطح مبلل فكرة رائعة. بعد ذلك ، يمكنك إزالة الماء عن طريق سحقه أو لفه. ستحتوي الإسفنج على طاقة كامنة مرنة خلال هذه العملية ، وبمجرد إزالة القوة ، ستعود إلى شكلها الأصلي.

مصيدة فئران:

الغرض من مصيدة الفئران هو الإمساك بالفأر. يتم وضعها بشكل عام في المناطق التي يوجد بها دليل على نشاط الماوس في الداخل. توضع مصيدة الفئران بالقرب من الفريسة بحيث ينجذب إليها الفأر برائحتها. يتم تحويل الطاقة الكامنة المرنة المتراكمة في الربيع الممتد إلى طاقة حركية عندما يقترب الفأر من الفريسة. بسبب الطاقة الحركية ، سيتم إغلاق الباب ، وسيتم القبض على الفأر.

ألبا ب.راجاي

أنا ألبا رجائي ، أكملت درجة الماجستير في العلوم مع تخصص في الفيزياء. أنا متحمس جدًا للكتابة عن فهمي للعلوم المتقدمة. أؤكد أن كلماتي وأساليبي ستساعد القراء على فهم شكوكهم وتوضيح ما يبحثون عنه. بصرف النظر عن الفيزياء ، أنا راقصة كاثاك مدربة وأيضًا أكتب مشاعري في شكل شعر أحيانًا. أستمر في تحديث نفسي في الفيزياء وكل ما أفهمه أقوم بتبسيطه وإبقائه في صلب الموضوع بحيث يوصل القراء بوضوح. يمكنك أيضًا الوصول إلي على: https://www.linkedin.com/in/alpa-rajai-858077202/

آخر المقالات