الطاقة الحركية: 17 حقائق مثيرة للاهتمام يجب معرفتها

الحركية طاقة الكائن هو مقياس لمقدار العمل الذي يمكنه القيام به بمجرد التحرك دون اعتبار لاتجاهه.

يتم العمل على جسم ما عندما يتحرك بمعدل ثابت مما يؤدي إلى نقل الطاقة. تحدد كتلة وسرعة هذا الجسم المتحرك الشغل المبذول كطاقة حركية. تقدم هذه الصفحة مجموعة من العديد من الأمثلة لاستخدامات الطاقة الحركية في مختلف الأنشطة حول العالم.

محطات توليد الطاقة الكهرومائية

يتم تطبيق حركة الماء في محطات الطاقة الكهرومائية لتوليد الكهرباء.

عند تحريك الماء مع تتصادم الطاقة الحركية مع توربين السد ، وتتحول الطاقة الحركية للماء إلى طاقة ميكانيكية طاقة. تعمل هذه الطاقة الميكانيكية على تشغيل التوربينات التي تنتج طاقة كهربائية في النهاية.

استخدامات الطاقة الحركية
استخدامات الطاقة الحركية: محطة الطاقة الكهرومائية. مصدر الصورة: سوسانت غانيشانكيف تعمل محطات الطاقة الكهرومائيةCC BY-SA 3.0

مصانع طاحونة الهواء

طواحين الهواء هي مثال ممتاز لتطبيقات الطاقة الحركية.

تؤدي الرياح التي تضرب ريش الطاحونة إلى تدويرها ، مما يؤدي إلى توليد الطاقة. تعمل حركة جزيئات الهواء على تطوير طاقة حركية تدور النصل وتتحول إلى طاقة ميكانيكية.

استخدامات الطاقة الحركية: طاحونة هوائية. مصدر الصورة: Marcus334توربينات الرياح - أودومالبتCC BY-SA 3.0

تتحرك السيارة

حركي طاقة موجود في السيارات المتحركة بسبب كتلة والسرعة.

سيكون للمركبة المتحركة ذات الحجم الأكبر طاقة حركية أكبر من تلك ذات الكتلة الأصغر ، لأن كتلة الجسم المتحرك هي عامل متناسب في صيغة الطاقة الحركية.

أطلق الرصاص من مسدس

الرصاص الذي يتم إطلاقه من بندقية ينشئ أيضًا طاقة حركية تدفع حركته بسرعة عالية.

نظرًا لأن الرصاصة التي يتم إطلاقها من مسدس لها طاقة حركية هائلة ، فقد تخترق بسهولة أي جسم. تُعزى قيمة الطاقة العملاقة هذه إلى سرعتها العالية جدًا عند إطلاقها من البندقية. على الرغم من أن الرصاصة تحتوي على كتلة أقل ، إلا أن سرعتها السريعة تولد ضعف الطاقة الحركية.

الطائرات الطائرة

تظهر الطائرات الطاقة الحركية أثناء الرحلات الجوية.

تمتلك الطائرة الطائرة قدرًا كبيرًا من الطاقة الحركية نظرًا لأنها لا تحتوي على كتلة كبيرة فحسب ، بل تتميز أيضًا بسرعتها الكبيرة. عندما تحلق الطائرة ، تؤدي هاتان الإحصائيتان إلى زيادة الطاقة الحركية وتسهيلها للارتفاع في السماء.

ركوب الخيل بايسكيل

الطاقة الحركية موجودة في تحريك الدراجات.

الآلية هي أنه عندما نبدأ في الدواسة ، فإننا نقوم بتحويل طاقة أجسامنا إلى شكل ميكانيكي ، والذي هو في البداية طاقة كامنة ويتم تحويلها في النهاية إلى طاقة حركية بسبب حركة العجلات.

تؤدي الزيادة في السرعة إلى زيادة الطاقة الحركية أيضًا ، والتي يمكن أن تعود إلى الصفر فقط من خلال الضغط على الفرامل عكس اتجاه القوة والتسبب في تباطؤ السيارة حتى تتوقف.

استخدامات الطاقة الحركية: ركوب الدراجة ؛ مصدر الصورة: ساندرا أسينجصبي يركب دراجة ذات عجلتين في منطقة أويامCC BY-SA 4.0

المشي والجري

لدينا قدر من الطاقة الحركية عندما نمشي أو نركض.

وهذا يفسر سبب شعورنا بالدفء بعد الجري أو المشي لمسافة قصيرة. يتم تحويل الطاقة الكيميائية لجسم الإنسان إلى طاقة حركية ، والتي بدورها تولد العرق بسبب الحرارة الناتجة أثناء النشاط.

الوقايات الرول

الأفعوانية هي ألعاب مغامرات ولكن ماذا يحدث للعربة أثناء السقوط الحر؟

في أعلى موضع للأفعوانية ، تكون العربة في حالة سكون وبالتالي لا تحتوي على طاقة حركية. ومع ذلك ، فإن السماح لها بالسقوط بحرية ينتج عنه ارتفاع تدريجي في الطاقة الحركية مع زيادة سرعة العربة.

سيؤدي زيادة عدد الأشخاص في الركوب إلى زيادة الكتلة الإجمالية ، وبالتالي رفع قيمة الطاقة الحركية ، شريطة أن تتحرك بمعدل ثابت.

استخدامات الطاقة الحركية: السفينة الدوارة ؛ مصدر الصورة: Jason Zhang ، أفعوانية عملاقة هابطة ، أغسطس 2018CC BY-SA 3.0

الكرة لعبة الكريكيت

يعتبر رمي كرة الكريكيت مثالًا كلاسيكيًا على تطبيقات الطاقة الحركية.

كرات الكريكيت في راحة يد اللاعب ليس لديها طاقة حركية. كلما تم رمي الكرة سريعًا نحو رجل المضرب ، تبدأ الكتلة والسرعة المكتسبة من الكرات في توليد طاقة حركية تحافظ على تحريك حركتها. يمكن أن تكون هذه الكمية الهائلة من الطاقة الحركية ضارة للاعبين ، وبالتالي فإن ارتداء التروس الواقية أمر ضروري.

التزلج

الشخص الذي يركب لوح التزلج يشهد أيضًا الطاقة الحركية أثناء النشاط.

لوح التزلج في وضع الراحة لا يحتوي على طاقة حركية. بمجرد أن تبدأ في التحرك للأمام مع دوران العجلات ، تزداد الطاقة الحركية تدريجيًا. يضيف وزن الفارس إلى هذه الطاقة الحركية أكثر من الكتلة إذا كان الجسم عامل مضاعف في صيغة الطاقة الحركية.

استخدامات الطاقة الحركية: مصدر الصورة: Globe International Limited ، ستيفن هيل التزلج 2010CC BY-SA 3.0

إسقاط شيء ما على الأرض

ماذا يحدث عندما نسقط بالخطأ شيئًا على الأرض؟

يخلو الجسم من أي طاقة حركية على الإطلاق في أعلى موضع له ، حيث يتكون من طاقة كامنة فقط. عندما يبدأ في السقوط تحت تأثير الجاذبية ، فإنه يكتسب تسارعًا وتستمر الطاقة الكامنة في التحول إلى طاقة حركية. تصل الطاقة الحركية إلى أقصى قيمتها مباشرة قبل أن يلمس الجسم الأرض ، والتي يتم تحريرها بعد ذلك عند كسرها.

حركة المركبات على التلال

تُظهر حركة المركبات على الطرق الجبلية أيضًا إنشاء الطاقة الحركية.

يتسبب الارتفاع في أن تتمتع أي مركبة بمزيد من الطاقة الكامنة وتقريبًا عدم وجود معامل للطاقة الحركية. تستمر هذه الطاقة الكامنة في التناقص مع هبوط السيارة على المنحدر بينما تتسبب السرعة في زيادة الطاقة الحركية. تصل الطاقة الحركية للمركبة إلى قيمتها القصوى عند أسفل التل ، بينما الطاقة الكامنة ستكون صفراً ، بالنظر إلى أن السيارة تتحرك بسرعة غير متسارعة.

دش نيزك

على الرغم من حقيقة أن النيزك ليس نموذجيًا مثال من الطاقة الحركية ، إنه حدث رائع يحدث في النظام الشمسي.

يحتوي نظامنا الشمسي على نيازك منتشرة في كل مكان حوله ويتم جذبها إلى الغلاف الجوي للأرض عن طريق الجاذبية. ينتج عن هذا السقوط الحر لهذه النيازك بمعدل هائل ، مع قدر كبير من الطاقة الحركية نظرًا لحجمها الهائل ووزنها. يؤدي التصادم بينهم وبين سطح الأرض إلى حدوث انفجار بسبب هذه الكمية الكبيرة من الطاقة الحركية.

هناك أمثلة قليلة تشهد على تطبيق الطاقة الحركية في الأفكار المفاهيمية.

هاتف يعمل بالطاقة الحركية

Kyocera EOS هو هاتف مفاهيمي يعمل بالطاقة الحركية في مراحله الأولى من التطوير.

يمكن استخدام هذا الهاتف بطريقة مطوية وعرض شاشة أكبر بشكل ملحوظ. تم تركيب مجموعة من المولدات الكهربائية الانضغاطية من أجل تحويل الطاقة الحركية الناتجة عن اللمسة البشرية إلى شحنة كهربائية كبيرة. لن يصبح الخوف من حمل هاتف غير مشحون أو مشحون جزئيًا حقيقة واقعة بعد الآن.

مصباح الطاقة الحركية

تم إنشاء "Krank" ، وهو مصباح خفيف الوزن يتم تشغيله يدويًا ، كجزء من مسابقة Greener Gadgets Design لعام 2008 ، والتي أسفرت عن عدد من الاختراعات المبتكرة والصديقة للبيئة.

تم تصميم Krank بواسطة Efrain E. Velez في الولايات المتحدة وهو مستوحى من شكل ووظيفة المثقاب الميكانيكي القديم. هيكل من الألومنيوم قابل لإعادة التدوير بنسبة 100٪. يوفر التدوير اليدوي ما يقرب من ساعة من الضوء في حوالي دقيقة.

منظف ​​الأرضيات الحركي

قدمت السيدة نيو آمي مفهوم منظف الأرضيات ذو القوى الحركية إلى جائزة التصميم الأسترالية.

تم تسميته Electrolis وكان يعتمد على التصميم المشابه الذي يعمل بالطاقة البشرية. إنها جمالية بشكل كبير في مظهرها ، وهي سهلة الاستخدام وسهلة التفريغ أيضًا.

مبرد الوجبات الخفيفة الحركي

قد لا يتم استخدام الحقيبة الإلكترونية كثيرًا في جميع أنحاء المنزل ، ولكنها رفيق السفر المثالي.

تم تصميم مبرد الوجبات الخفيفة المدفوع بالطاقة الحركية بواسطة Apor Püspöki كحقيبة عصرية مع وحدة تبريد مدمجة ومساحة كبيرة للمياه والغداء والوجبات الخفيفة. يُقصد بالمقبض أن يدور بالحركة والتقاط واستخدام الطاقة المتولدة عن طريق المشي للحفاظ على برودة العناصر.

محراث الثلج ذو الدواسة

تم تصميم جرافة الثلج التي تستخدم الطاقة الحركية للتشغيل.

كيفين بليك هو مصمم دراجات ابتكر بديلاً صديقًا للبيئة رائعًا لمنفاخ ثلج يعمل بالغاز. لقد جمع جزازة العشب القديمة وبعض الدواسات ومجرفة الثلج وحول فكرته المفاهيمية إلى حقيقة واقعة. تولد الدواسة طاقة حركية تقود هذه الآلة في النهاية.

انتقل إلى الأعلى