21 أمثلة على الطاقة الكامنة: حقائق مفصلة


في هذه المقالة ، سنناقش بعض الأمثلة على الطاقة الكامنة بالتفصيل.

فيما يلي قائمة بالأمثلة التي تعرض الطاقة الكامنة: -

رجل يرفع وزن

يتلقى الرجل الطاقة الكامنة التي يتلقاها من الطعام الذي يتناوله ويتم تخزينه في شكل طاقة كمون كيميائية. الطاقة الكامنة المطلوبة لرفع الحمل الثقيل تساوي وزن الحمولة بسبب قوة الجاذبية التي تعمل لأسفل والارتفاع الذي يجب أن يرفع فيه الوزن ويمكن تمثيله على أنه

العمل المنجز = الطاقة الكامنة = mgh

[اللاتكس] العمل \ Done = الإمكانات \ الطاقة = mgh [/ اللاتكس]

العمل المنجز يساوي الطاقة الكامنة المنبعثة.

المياه المخزنة في السد

مع ارتفاع حجم المياه المخزنة في السد وارتفاع نقطة ارتفاع منسوب المياه في السد ، تزداد الطاقة الكامنة للحجم. حتى يتم تخزين الماء في السد ، فإنه يستمر في إضافة طاقة الجاذبية الكامنة حتى يصبح حجم الماء المحجوز بين البناء القوي مستقرًا ، وعند إطلاقه ، يتم تحويل الطاقة الكامنة للمياه إلى طاقة حركية ويتدفق الماء من السد.

تيارات المحيط

يولد تيار المحيط طاقة كافية تُستخدم أيضًا لتشغيل التوربينات لتوليد الكهرباء. ترجع الطاقة الكامنة الموجودة في تيار المحيط إلى طاقة الجاذبية الكامنة وكذلك طاقة المد والجزر. نظرًا لأن كثافة الماء أقل من الصفائح العائمة على الغلاف الموري ، فإن تأثيرات سحب الجاذبية التي يمارسها القمر على الأرض تظهر على المد والجزر في المحيطات. سيكون التأثير الملحوظ أكثر كمية الماء.

سيارة متوقفة على قمة التل

سيارة متوقفة على مخطط جسم التل

فكر في سيارة متوقفة على قمة التل على طريق شديد الانحدار كما هو موضح في الرسم التخطيطي أعلاه. تتصرف القوة الناتجة عن الجاذبية إلى الوراء قليلاً مما يؤدي إلى انزلاق السيارة أسفل التل. بالإضافة إلى قوة الاحتكاك عند ملامستها للطريق المعدني ومقاومة الهواء تسحب السيارة للخلف. ولكن مع ذلك ، فإن السيارة لا تكتسح لأسفل فقط بسبب الطاقة الكامنة التي تحافظ على السيارة في وضع ثابت.

السقوط الحر للكرة

تغيير في شكل طاقات الكرة ملقاة في الهواء

عندما ترمي الكرة عالياً في الهواء ، فإنها ترتفع عالياً بسبب الطاقة الكامنة المطبقة على الكرة في اتجاه معين والتي يتم تغييرها إلى الطاقة الحركية ، وبالتالي تتسارع الكرة في الهواء. كلما زاد ارتفاع الكرة فوق الأرض ، تتحول الطاقة الحركية للكرة إلى طاقة كامنة. عندما يكفي الإمكانات يتم تخزين الطاقة إلى كرة ، يعني أنه عندما يتم تحويل كل الطاقة الحركية للكرة إلى طاقة كامنة ، تظل الكرة ثابتة في الهواء لبضعة أجزاء من الثانية ثم تعود نحو الأرض بسبب سحب الجاذبية ويسمى السقوط الحر للكرة الكرة.

ولكن بسبب السقوط الحر للكرة ، لا يزال لديها طاقة كامنة مرتبطة بها ، وبالتالي ترتد مرة أخرى بعد ارتدادها بالأرض وتحويل طاقتها الكامنة إلى طاقة حركية.

سلينكي يسير على الدرج

إذا كان لديك كلب خشن ، فضعه على درج سلمك واسحب طرفًا آخر من السلينكي إلى خطوة واحدة لأسفل واتركه. ستلاحظ أن الخبث سوف يسير على الدرج من تلقاء نفسه دون استخدام أي قوة خارجية عليه.

انظر الصورة المصدر
المشي الخشن في الطابق السفلي.
الصورة الائتمان: العلوم

هذا لأنه من أجل أن تنهار لفائف الخيوط من طرف إلى آخر ، يتم تحويل الطاقة الكامنة المخزنة إلى طاقة حركية. يتم تحويل الطاقة الحركية بعد ذلك إلى طاقة كامنة وتوفر إمكانات كافية للرجل الخشن لرفع طرفه العلوي والخطوة إلى التالية. هذه هي الطريقة التي يتمكن السلينكي من السير على الدرجات بشكل مستقل.

أمثلة على الطاقة الكامنة
سلنكي في التوازن
الصورة الائتمان: etsy

عند الوصول إلى الأرض المستوية ، يستريح الخبث عند وضع التوازن ، ويوزع طاقات متساوية على كلا الطرفين ويتم إنشاء التوازن. أثناء السير على الدرج ، كانت القوة الناتجة عن الجاذبية تعمل أيضًا على النحيف الذي جعل الملف ينهار معًا فوق الآخر ولم تكن هناك فرصة للكتلة أو الطاقات لتحقيق التوازن وتحقيق حالة التوازن.

امتدت الشريط المطاطي

المطاط مثال لمادة مرنة تستعيد شكلها وحجمها الأصليين بعد أن يتم شدها. عندما يتم شد شريط مطاطي ، فإن الطاقة الكامنة تكون في ثناياه عوامل في الشريط المطاطي الذي يساوي نصف مرة الثابت المرن ومربع التغير في طول الشريط المطاطي عند التمدد ويسمى الطاقة الكامنة المرنة بسبب مرونة ممحاة.

هذه يتم تحويل الطاقة الكامنة المرنة إلى حركية الطاقة عند تحرير الشريط المطاطي. هذه الطاقة عالية جدًا لدرجة أنها ستضرب إصبعك إذا حررتها في يدك أو انحرفت بعيدًا مع الطاقة.

تم سحب قوس آرتشر مع الخيط للخلف

يعلق الرامي القوس ويسحب الخيط للخلف. عند سحب اللدغة للخلف ، قامت ببناء طاقة كامنة كافية في الخيط. عندما يتم تحرير الخيط ، يتم توفير الطاقة الكامنة للقوس والتي يتم تحويلها بعد ذلك إلى طاقة حركية لتوجيه القوس نحو الهدف.

صخرة تجلس على حافة جرف

إذا لم تكن هناك طاقة كامنة مخزنة في الصخر ، فإن أي صخرة تجلس على حافة جرف كانت تتدحرج إلى أسفل الجرف. ومن ثم ، فإن الصخرة الموجودة على جرف تمتلك طاقة كامنة. إذا انزلقت الصخور من الجرف وسقطت بسبب الضغط الخارجي أو مقاومة الهواء ، يتم تحويل هذه الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية تستخدم في تسريع الصخور.

الانشطار النووي

تسمى النواة التي تنقسم إلى قسمين في تفاعل نووي تلقائي الانشطار النووي. هذه الطاقة المنبعثة أثناء تفاعل الانشطار هي طاقة هائلة. يتم تحويل الطاقة الكامنة المخزنة داخل الطاقة النووية إلى طاقة حركية ومن ثم بعد الانقسام إلى نواتين ، تتحول كلتا النويتين عن بعضهما البعض إلى سرعة عالية جدًا.

كرة القدم على الأرض

كرة القدم في حالة الراحة لا تمتلك أي طاقة حركية معها. عند ركل كرة القدم ، يتم توفير الطاقة الكامنة لكرة القدم. يتم إزاحة الكرة من موضعها الأولي عن طريق تحويل هذه الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية.

فروع الشجرة عالية على الشجرة

هل تساءلت كيف تظل أغصان الأشجار مندمجة معًا حتى على ارتفاعات عالية ثم تجذب الأرض بسبب قوة الجاذبية وتتساقط من جذع الشجرة. هذا يرجع بشكل أساسي إلى الطاقة الكامنة المخزنة في الشجرة.

مواد غذائية

يحتوي الطعام الذي نتناوله على طاقة كيميائية كامنة توفر الطاقة بعد عملية التمثيل الغذائي. يتم تخزين هذه الطاقة الكامنة في أجسامنا واستخدامها أثناء القيام بأي نشاط.

البطاريات المستخدمة في سيارة التحكم عن بعد

تحتوي البطاريات المستخدمة في جهاز التحكم عن بعد على طاقة كيميائية محتملة يتم توفيرها للسيارة من أجل التسريع. يتم إطلاق الطاقة الكيميائية المخزنة في البطاريات في شكل حرارة وضوء من خلال تفاعل كيميائي.

طاقة الجاذبية الكامنة للأرض

جاذبية الأرض هي تمارس على جميع الأشياء حولها وموجودة على سطحها ، تُعرف الطاقة التي تكتسبها الأرض لممارسة قوة بسبب الجاذبية باسم طاقة الجاذبية الكامنة للأرض.

يتم إعطاء الطاقة الكامنة المرتبطة بالجسم الموجود فوق الأرض عند ارتفاع "h" بواسطة الصيغة

الطاقة المحتملة = mgh

[اللاتكس] المحتملة \ الطاقة = mgh [/ اللاتكس]

حيث "g" هو التسارع بسبب الجاذبية ، [اللاتكس] g = 9.8 \ m / s ^ {2} [/ latex]

طاقة الوضع الكهربائي

الطاقة الكامنة الكهربائية هي طاقة كامنة مخزنة بواسطة الجسيمات المشحونة بما يتوافق مع الحفاظ على قوى كولوم التي تعمل بين الجسيمين المشحونين المفصولين بالمسافة "r" ويتم صياغتها على النحو التالي

الطاقة الكامنة

[اللاتكس] U = \ frac {1} {4 \ Pi \ varepsilon _ {0}} \ times \ frac {q_ {1} q_ {2}} {r} [/ latex]

الالعاب النارية

تصنع المفرقعات النارية من مساحيق كيميائية شديدة التفاعل والانشطار. عندما تضاء المفرقعات النارية ، يتم إطلاق الطاقة الكامنة الكيميائية وبالتالي تصبح متفجرة.

شد الكتلة تعلق على الخيط

ضع في اعتبارك كتلة متصلة بأحد طرفي الخيط ونهاية أخرى من الخيط مثبتة على لوح خشبي متصل بإحكام بالحائط ، وعندما يتم إزاحة الكتلة إلى مسافة `` x '' من موضعها الأولي ، يتم ضبط الطاقة الكامنة في السلسلة يساوي نصف ضعف ثابت الزنبرك ومربع الإزاحة المعطى بواسطة PE = (1/2) kx2 [اللاتكس] PE = \ frac {1} {2} kx ^ {2} [/ اللاتكس].

ينص قانون هوك على أن القوة المطلوبة إما لتمديد أو ضغط الخيط تتناسب طرديًا مع الإزاحة ضمن حدود مرونة الزنبرك ويتم تمثيلها على أنها F = -kx [اللاتكس] F = -kx [/ اللاتكس] حيث k هو ثابت الربيع.

عندما يتم تحرير الكتلة الخشبية ، تتحرك الكتلة الموجودة على الطاولة قليلاً للأمام من موضعها الأولي بسبب الطاقة الكامنة المرنة في الربيع ، يتم تحويل الطاقة الكامنة إلى الطاقة الحركية ، وأخيراً ، تعود الكتلة إلى وضعها الأولي وضع.

الترامبولين

أثناء القفز على الترامبولين ، نيوتن 3rd القانون الذي ينص على أن "لكل فعل رد فعل مساو له ومعاكس له". القوة التي تمارس على الترامبولين عند القفز فوقه سوف تتفاعل مرة أخرى مع الجسم الذي يبذل قوة مساوية في الحجم ويعكس اتجاه القوة التي تدفع الجسم في الاتجاه الرأسي من الترامبولين. هذا يرجع إلى الطاقة الكامنة المرنة للترامبولين.

عند القفز ، يتم إمداد الجسم بالطاقة الكامنة التي يتم تحويلها بعد ذلك إلى طاقة حركية مستخدمة للقفز التالي على الترامبولين. يبقى الجسم في الهواء لبضعة أجزاء من الثانية لأنه يبذل طاقة كامنة كافية ، وبسبب قوة الجاذبية ، تعمل قوة الجسم نحو الأسفل ويعود الجسم إلى الترامبولين وتتكرر العملية في كل مرة تزيد من الإمكانات المرتبطة بالجسم وبالتالي تواجه السقوط الحر أثناء العودة على الترامبولين.

الجري الرياضي

للجري لمسافات طويلة ، يحتاج الرياضي إلى طاقة كامنة كافية. الطاقة الكامنة فعالة أثناء الجري وهي شكل من أشكال الطاقة الحركية.

إذا لم يكن لدى الشخص ما يكفي من الطاقة الكامنة ، فسوف يسقط على الأرض. يوفر لنا تناول الطعام الطاقة المطلوبة التي يتم تخزينها على شكل مواد كيميائية داخل أجسامنا.

عجلة فيريس

عندما تدور العجلة من الأرض إلى أعلى نقطة على العجلة ، يتم تخزين الطاقة الكامنة في الجسم وبالتالي يشعر الراكب بثقل وزنه. بعد الوصول إلى قمة العجلة ، يتم تحويل الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية ويتسارع الجسم بحرية لأسفل بسبب تأثير الجاذبية ، وبالتالي يشعر الراكب بأنه أخف وزنًا حتى الوصول إلى أسفل العجلة.

قراءة المزيد عن هل يؤثر الارتفاع على الطاقة الكامنة: حقائق مفصلة وأمثلة وأسئلة شائعة

الأسئلة المتكررة

ما هي طاقة الجاذبية الكامنة لكرة كتلتها 280 جرامًا عند رفعها إلى ارتفاع 5 أمتار فوق سطح الأرض؟

معطى: كتلة الكرة م = 0.28 كجم

ارتفاع ح = 5 م

التسارع بسبب الجاذبية g = 9.8 مللي ثانية ^ 2

لذلك ، الطاقة الكامنة

U = mgh = 0.28 * 9.8 * 5 = 13.72J

[اللاتكس] U = mgh = 0.28 \ مرات 9.8 \ مرات 5 = 13.72 \ J [/ اللاتكس]

ما هي الأنواع المختلفة من الطاقات المحتملة التي يمكنك تصنيفها؟

الطاقة الكامنة هي الطاقة الداخلية المخزنة في النظام.

التصنيفات الخمسة الرئيسية لـ الطاقات الكامنة هي الجاذبيةوالكهربائية والنووية والكيميائية والمرونة.

ما هي العوامل المختلفة التي تؤثر على الطاقة الكامنة؟

يتم الحفاظ على الطاقة دائمًا ؛ حسنًا ، يمكن تحويلها من شكل من أشكال الطاقة إلى شكل آخر.

العوامل تؤثر على الطاقة الكامنة هي كتلة الجسم ، وتسارعه بسبب الجاذبية ، والارتفاع من المصدر ، والمصادر الخارجية المطبقة ، وحركة الجسيمات ، وما إلى ذلك.

أكشيتا ماباري

مرحبًا ، أنا أكشيتا ماباري. لقد حصلت على ماجستير. في الفيزياء. لقد عملت في مشاريع مثل النمذجة العددية للرياح والأمواج أثناء الإعصار ، وفيزياء اللعب وآلات التشويق الآلية في مدينة الملاهي على أساس الميكانيكا الكلاسيكية. لقد تابعت دورة تدريبية حول Arduino وأنجزت بعض المشاريع الصغيرة على Arduino UNO. أحب دائمًا استكشاف مناطق جديدة في مجال العلوم. أنا شخصياً أعتقد أن التعلم يكون أكثر حماساً عندما يتعلم بالإبداع. بصرف النظر عن هذا ، أحب القراءة ، والسفر ، والعزف على الجيتار ، وتحديد الصخور والطبقات ، والتصوير ، ولعب الشطرنج. اتصل بي على LinkedIn - LinkedIn.com/in/akshita-mapari-b38a68122

آخر المقالات