هل الطاقة الكامنة مخزنة: لماذا ، كيف ، حقائق مفصلة


في حياتنا اليومية ، نصادف كلمة طاقة كامنة ؛ الآن السؤال الذي يطرح نفسه ، هل الطاقة الكامنة مخزنة الطاقة. لمعرفة جواب السؤال اقرأ المقال كاملاً.

يتكون الكون من الطاقة و شيء. المادة هي كل ما نراه حولنا ، والذي له كتلة ، ويشغل مساحة ويمتلك النظام أو الجسم طاقة للقيام بالعمل. هناك أنواع مختلفة من الطاقة ، وكلها ستقع في شكلين أساسيين - الطاقة الحركية والطاقة الكامنة.

هل الطاقة الكامنة مخزنة؟

إذا كان هناك شيء يتحرك ، نقول إنه يحتوي على طاقة حركية. وإذا كانت الإمكانيات الطاقة ترجع إلى الموضع أو بسبب تكوين الجسم أو النظام ، فهل تعني تخزين الطاقة الكامنة?

نعم. الطاقة الكامنة هي شكل مخزّن من الطاقة الميكانيكية.

طاقة الجاذبية الكامنة

هل تعرف؟ أي جسم يتحرك أو في حالة سكون يكون دائمًا تحت تأثير مجال الجاذبية. عندما يتم الاحتفاظ بجسم ما في مجال الجاذبية ، فإن قدرته على القيام بالعمل تأتي من تفاعل ذلك النظام أو الجسم مع المجال.

اعتمادًا على الارتفاع من السطح (والذي يعتبر مرجعًا) ، يكون للجسم جاذبية الطاقة الكامنة. دعنا نقول إذا تم الاحتفاظ بجسم أو نظام على ارتفاع h من سطح الأرض ؛ لديها طاقة الجاذبية الكامنة، والتي أعطيت من قبل

PE = م * ز * ح

أين ، م = الكتلة ،

g= تسارع الجاذبية,

ح = الارتفاع من النقطة المرجعية ،

الطاقة الكامنة المرنة

عندما يتم ضغط الزنبرك ، أو شد المطاط ، فإن الشغل المنجز عليه ، في الشد أو الضغط ، يخزن في شكل طاقة كامنة مرنة. بمجرد إطلاق الزنبرك أو المطاط ، تغير الطاقة المخزنة شكلها وتعمل.

هي الطاقة الكامنة المخزنة أو المحررة

في الطبيعة ، هناك الكثير من الطاقة غير المتاحة للقيام بأي عمل ما لم يتم إطلاقها ، والتي يتم تخزينها في الكائن بسبب أحد أمرين ، 1) تفاعل الجسم مع مجال القوة (أي مجال الجاذبية ) 2) التكوين المادي للكائن الذي يمكن أن يخزن الطاقة في تكوين معين وينطلق في آخر ، أي الربيع ، هو طاقة كامنة.

هي الطاقة الكامنة المخزنة دائمًا

الطاقة الكامنة في أي جسم أو جسم هي الطاقة الكامنة. 

عندما نقول أن الكائن أو النظام لديه طاقة كامنة ، فهذا يعني أنه إذا سمحنا للنظام بتغيير تكوينه أو موضعه ، فيمكن للنظام أن يقوم بعمل أو يطلق طاقته في شكل آخر (الطاقة الحركية).

                                                            العمل المنجز = التغيير في الطاقة

هل لعبت مع الربيع؟ تذكر أننا اعتدنا على إبقاء كتلة واحدة على طرف واحد ، ثم اعتدنا على ضغطها. بمجرد أن أطلقناها ، كانت الطاقة الكامنة المخزنة في الربيع تعمل مجانًا ، لذلك طبقت القوة على الكتلة ودفعتها بعيدًا بطاقة كبيرة.

يجب أن تكون قد رأيت الشلال. تبدو جميلة ، أليس كذلك؟ تيار المياه المتساقطة من التل له طاقة هائلة. الصوت المخيف القادم منه يلمح إلى نفس الشيء. الماء ، الذي يتم الاحتفاظ به على ارتفاع له طاقة كامنة ، عندما يسقط من الارتفاع تتحول الطاقة (بسبب الارتفاع) إلى طاقة حركية.

هي الطاقة الكامنة المخزنة في الطاقة
"الشلال" by نركا مرخص تحت CC BY 2.0

لماذا يتم تخزين الطاقة الكامنة الطاقة

الطاقة الكامنة هي طاقة موجودة بسبب التفاعل المتبادل بين نظامين أو أكثر. الطاقة التي يمتلكها الجسم أو النظام بسبب وضعه أو تكوينه أو ترتيبها تسمى الطاقة الكامنة.

ينص قانون حفظ الطاقة ، وهو قانون عالمي ، على أن الطاقة لا تُستحدث ولا تُدمر ؛ فقط شكله يتغير.

لنفترض ، إذا حاولت رفع شيء ما إلى ارتفاع معين ، فلنفترض أنه متر من الأرض. الآن لرفع الجسم ، عليك العمل عليه. يتم إعطاء العمل المنجز على النظام بواسطة

العمل المنجز = القوة * الإزاحة

بكلمات بسيطة ، أنت تقوم بإزاحة الجسم مقابل مجال الجاذبية. الآن ، يتم تخزين هذا العمل المنجز على كائن.

الآن ، أين ذهبت هذه الطاقة؟ يجب أن يكون قد تم تحويله وفقًا لقانون الحفاظ على الطاقة. ترى ، لقد رفعت ذلك الجسم ، الآن إذا سمحت له بالسقوط من نفس الارتفاع. سيكون في حالة حركة ، أي سيكون لديه طاقة حركية.

قبل رفعها ، لم يكن لدى الجسم طاقة حركية ، لكنه امتلك الطاقة بمجرد وصوله إلى ارتفاع "h". تم تخزين العمل الذي قمنا به في الرفع في الطاقة. شكل الطاقة المخزن هنا هو طاقة الجاذبية الكامنة

الأسئلة المتداولة: FAQs

ما العلاقة بين الطاقة الحركية والطاقة الكامنة؟

كما نعلم ، تعتمد الطاقة الحركية على الحركة وترجع الطاقة الكامنة إلى حالة أو موقع الجسم.

العلاقة الأساسية بين هذين الشكلين من الطاقة هي أنهما يتحولان باستمرار إلى بعضهما البعض.

يمكن رؤيته بسهولة من خلال مثال المطرقة. تمتلك المطرقة الموضوعة على الطاولة بعض الطاقة الكامنة. إذا تم تحرير المطرقة من الطاولة ، فإنها تضرب الأرض. هنا ، يتم تحويل الطاقة الكامنة (مثل المطرقة على الطاولة) إلى طاقة حركية (أي إطلاق المطرقة).

أعط بعض الأمثلة على الطاقة الكامنة.

ثمرة ناضجة: تمتلك الثمرة الناضجة طاقة وضع الجاذبية عندما تكون معلقة على الشجرة. قريباً ستكون الطاقة المخزنة متاحة عندما تنفصل عن فرع الشجرة.

بطارية: تحتوي البطارية على طاقة كامنة كهروستاتيكية. بمجرد توصيل البطارية بالدائرة. يتم تحويل الطاقة الكيميائية (في البطارية) إلى طاقة كهربائية (تيار).

رصاصة: أثناء إطلاق الرصاصة من البندقية ، تصيب الرصاصة الهدف بسرعة أكبر. كما نعلم ، فإن رصاصة الراحة قد خزنت بعض الطاقة التي يتم تحويلها إلى طاقة حركية عند إطلاقها.

هي الطاقة الكامنة المخزنة في الطاقة
هي الطاقة الكامنة المخزنة الطاقة "Gun Smoke Red" by معرض نولز مرخص تحت CC BY 2.0

القوس والسهم: عندما يتم سحب الوتر ، يكتسب الوتر بعض الطاقة التي يتم تخزينها في أطرافه. حالما يتم تحرير هذا الوتر ، يتم طرح السهم في الهواء. هنا ، يتم نقل الطاقة الكامنة المرنة إلى حركية الطاقة.   

هي الطاقة الكامنة المخزنة في الطاقة
هي الطاقة الكامنة المخزنة الطاقة "هواية آرتشر" by باسكارو 76 تم وضع علامة مع CC0 1.0

رقاص الساعة: البندول هو نظام يتكون من بوب وخيط. يحتوي على أقصى طاقة كامنة عند الإمساك به على ارتفاع ما من طرف واحد. يصل البوب ​​إلى موضعه المتوسط ​​بمجرد إطلاقه ، مما يحول الطاقة الكامنة المخزنة إلى طاقة حركية.

مواد غذائية: تذكر أن والدتنا توبخنا بسبب عاداتنا الغذائية وتعليقاتها المتكررة بأنك لم تأكل بشكل صحيح. لذلك ، ليس لديك طاقة. الغذاء هو مصدر الطاقة. نحن نستهلك الطعام ، وهذه الأطعمة أو المواد لها طاقة كيميائية محتملة تكمن فيها. عندما تصل المادة إلى معدتنا ، تكبح الروابط وتطلق الطاقة التي يستخدمها الجسم للقيام بأي عمل. يمكننا القول أن أي ذرة أو جزيء يحتوي على طاقة كامنة بداخله.

هل مسار طاقة الجاذبية الكامنة مستقل؟

عندما يكون هناك احتكاك ، فإن المسار مهم. كما نعلم ، فإن طاقة الجاذبية الكامنة يعتمد على الاختلاف بين المرتفعات. ومن ثم ، فإن المسار لا يهم. 

دعونا نفهم من خلال أخذ مثال. افترض أن جسمًا ذا كتلة يتم رفع m إلى ارتفاع h مقابل مجال الجاذبية. العمل المنجز هو mgh. يرتفع الجسم الآخر المماثل إلى نفس الارتفاع من خلال المسار ACDEB. اتجاه القوة طبيعي بالنسبة للإزاحة ، بالنسبة للمسار الأفقي CD و EB ، وبالتالي فإن الشغل المبذول على طول هذين المسارين يساوي صفرًا. فقط في الاتجاه العمودي ، يتم العمل. صافي الشغل المبذول في رفع الجسم هو مرة أخرى mgh لأن AC + DE = h

هي الطاقة الكامنة المخزنة في الطاقة
هي الطاقة الكامنة المخزنة الطاقة

ما هي صيغ الطاقة الكامنة؟

توجد أنواع مختلفة من الطاقة الكامنة ، اعتمادًا على التكوين والمجال.

طاقة الجاذبية الكامنة

أين ، م = الكتلة ،

g= تسارع الجاذبية,

ح = الارتفاع من النقطة المرجعية.

الطاقة الكامنة المرنة

حيث ، k = ثابت الربيع ،

س = المسافة

الطاقة الكامنة لشحنتين

حيث ، q1 و q2 هي الرسوم ،

ص هي المسافة بينهما

e0 هي سماحية المساحة الحرة.

الطاقة الكامنة المغناطيسية

                                                            ­

أين ، اللحظة المغناطيسية μ

ب = شدة المجال المغناطيسي

وحدة الطاقة الكامنة هي جول. 

هل طاقة الصوت كامنة أم حركية؟

يمكن اعتبار الطاقة الصوتية شكلاً من أشكال الطاقة والحركية والجهد.

تنتقل الطاقة الصوتية في وسط من خلال الضغط والخلخلة. عندما يحدث الانضغاط ، يستقر الوسط ، مما يعني عدم وجود طاقة حركية. وعندما يحدث التخلخل ، يتم إطلاق الطاقة الكامنة المخزنة (في الوسط) في شكل طاقة حركية.


آخر المقالات