15 استخدامات الطاقة الميكانيكية: تفسيرات مفصلة


تتناول هذه المقالة استخدامات الطاقة الميكانيكية. تسمى الطاقة التي تمتلكها الأشياء بحكم موقعها وحركتها باسم الطاقة الميكانيكية. 

الطاقة الميكانيكية موجودة بوفرة ويمكننا ملاحظتها في كل جانب من جوانب حياتنا تقريبًا. يمكن أن يمتلك كل شيء من حولنا طاقة ميكانيكية. سنناقش في هذه المقالة استخدامات وأنواع مختلفة من الطاقة الميكانيكية.

استخدامات الطاقة الميكانيكية

استخدامات الطاقة الميكانيكية لا تعد ولا تحصى. على الرغم من أننا سنناقش بعض الاستخدامات الأكثر شيوعًا للطاقة الميكانيكية. يتم تقديمها أدناه-

يقود سيارة

تمتلك السيارة طاقة حركية بسبب كتلتها وسرعتها. ومن ثم فهو مثال على جسم له طاقة حركية.

إدارة مقبض الباب

يتطلب تشغيل مقبض الباب طاقة حركية دورانية. تجتمع سرعة دوران مقبض الباب مع لحظة القصور الذاتي لإعطاء الطاقة الحركية الدورانية.

دق مسمار

يمكن أن يكون دق الظفر مثالاً على تحويل الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية. عندما تنخفض المطرقة ، تقل الطاقة الكامنة وتزداد الطاقة الحركية للمطرقة. ثم يتم نقل هذه الطاقة الحركية إلى الظفر الذي يتم إزاحته داخل الجدار / الخشب. 

تنفس

الاستنشاق والزفير نتيجة لانقباض واسترخاء الحجاب الحاجز. عملية الاستنشاق والزفير هي مثال على الطاقة الكامنة المرنة.

الجري والمشي

الجري والمشي أمثلة على الطاقة الحركية.

طائرة تحلق في الهواء

الطائرة التي تحلق على ارتفاع معين لديها طاقة كامنة. حجم التغيرات المحتملة مع ارتفاع الطائرة. كلاهما يتناسب طرديا مع بعضهما البعض. 

ركوب الدراجات الهوائية

ركوب الدراجة هو مثال على الطاقة الحركية. كلما زادت سرعة الدراجة ستكون طاقتها الحركية أكبر.

قمة الغزل على الأرض

يمتلك أعلى الغزل على الأرض الطاقة الحركية الدورانية. ستعطي لحظة القصور الذاتي للقمة وسرعتها الدورانية قيمة الطاقة الحركية الدورانية.

نظام التعليق المستخدم في السيارات

نظام التعليق المستخدم في السيارات لديه مرونة الطاقة الكامنة المخزنة فيهم. تساعد هذه الطاقة السيارات على النجاة من الطرق الوعرة حيث يعمل نظام التعليق كممتص للصدمات.

البندول مع الحركة جيئة وذهابا

يتأرجح البندول هو مثال من الطاقة الكامنة التي يتم تحويلها إلى طاقة حركية خلال مسار حركتها.

رمي الكرة

رمي الكرة في الهواء هو مثال على تحويل الطاقة مرة أخرى. يتم تحويل الطاقة الحركية للكرة إلى طاقة كامنة عندما تصل الكرة إلى أوجها (أقصى ارتفاع تم بلوغه). ثم يتم تحويل الطاقة الكامنة مرة أخرى إلى طاقة حركية عندما تنخفض.

باستخدام فأس لقطع الشجرة

تمتلك الفأس طاقة حركية يتم نقلها إلى الشجرة للتقطيع.

رمي شيء من شرفة مبنى

يقع هذا الجسم تحت تأثير طاقة وضع الجاذبية بمجرد أن يبدأ في الهبوط. تستمر الجاذبية في سحب الجسم لأسفل حتى الاصطدام. 

الوقوف في المصعد

الوقوف في المصعد هو مثال على طاقة وضع الجاذبية. إذا تم كسر أوتار المصعد ، فسوف يتعرض المرء للسقوط الحر.

تشغيل التوربينات

يدور التوربين نتيجة نقل الطاقة الحركية إلى ريش التوربينات. هذه الطاقة الحركية يمتلكها البخار / الماء أو أي سائل عامل مستخدم في تلك العملية.

ما هي الطاقة الميكانيكية؟

كما ناقشنا في القسم أعلاه ، ميكانيكي يمكن تعريف الطاقة على أنها الطاقة التي يمتلكها كائن بسبب حركته أو موقعه.

هذا النوع من الطاقة مسؤول عن تنقل الأشياء. هناك أنواع عديدة من الطاقة الميكانيكية سنناقشها في أقسام لاحقة.

أنواع الطاقة الميكانيكية

يتم تصنيف الطاقة الميكانيكية على نطاق واسع إلى ثلاثة أنواع. يتم تصنيف هذه الأنواع على أساس حركة الكائن أو موضعه.

دعونا نرى أنواع مختلفة من الطاقة الميكانيكية-

  • الطاقة الكامنة- يوجد هذا النوع من الطاقة عندما يقع موضع الجسم على مسافة معينة فوق الأرض. يمتلك الجسم الطاقة الكامنة بحكم ارتفاعه / موضعه من الأرض. أي أن الطاقة الكامنة هي دالة على ارتفاع / موضع الجسم من الأرض. رياضياً ، يمكن إعطاء الطاقة الحركية كما يلي: 

PE = mgh

أين،

م هي كتلة الجسم

g هي عجلة الجاذبية

h هو ارتفاع الجسم عن الأرض

  • الطاقة الحركية- يوجد هذا النوع من الطاقة بسبب حركة الجسم. الطاقة الحركية دالة للكتلة ومربع السرعة. تمت مناقشة صيغة الطاقة الحركية في القسم الوارد أدناه

KE = 1/2 مللي فولت2

أين،

م هي كتلة الجسم

v هي سرعة الجسم

  • طاقة الربيع- يوجد هذا النوع من الطاقة بسبب وضع / مرونة الزنبرك. كلما تم شد الخيط أو ضغطه من وضع الراحة ، سيكون الخام هو طاقة الربيع التي يمتلكها الربيع. تتناسب طاقة الزنبرك طرديًا مع إزاحة الزنبرك. معادلة طاقة الربيع معطاة أدناه-

SE = 1/2 كيلو إكس2

أين،

k هو معامل الصلابة للمادة

x هو مقدار الإزاحة التي تخضع لها المادة

ما هي أنواع الطاقة الكامنة؟

يتم تصنيف الطاقة الكامنة أيضًا إلى نوعين. دعونا نرى ما هي أنواع الطاقة الكامنة-

  • طاقة الجاذبية الكامنة يوجد هذا النوع من الطاقة الكامنة كفضيلة لموضع الجسم / ارتفاعه عن الأرض. مقدار الجاذبية الطاقة الكامنة تتناسب طرديا مع الارتفاع من الكائن من الأرض.
  • الطاقة الكامنة المرنة- يوجد هذا النوع من الطاقة الكامنة بسبب حالة الكائن. تعتمد الحالة على مادة الكائن. يمكننا القول أن طاقة الربيع هي نوع من الطاقة الكامنة نفسها.
استخدامات الطاقة الميكانيكية
الصورة: يتم تخزين الإمكانات المرنة داخل سلسلة القوس

اعتمادات الصورة: بيني مايز ، إعادة تشريع الرماية في العصور الوسطىCC BY-SA 2.0

ما هي الطاقة الحركية الدورانية؟

كما يوحي الاسم ، فإن الطاقة الحركية الدورانية لجسم ما هي طاقة حركية يمتلكها جسم عندما يكون الجسم في حركة دورانية. اتحاد الكتلة هو القصور الذاتي وبالنسبة للسرعة الخطية ، فإن الاتحاد هو طاقة دورانية.

على غرار الطاقة الحركية ، إذا كان للجسم عزم أكبر من القصور الذاتي وسرعة دوران أكبر ، فسيكون حجم الطاقة الحركية الدورانية أكبر. رياضياً ، يمكن إعطاء الطاقة الحركية الدورانية عن طريق:

RE = 1/2 أنا ω2

أين،

أنا لحظة القصور الذاتي للكائن

أوميغا هي سرعة دوران الجسم.

ابهيشيك

مرحباً .... أنا أبهيشيك خامبهاتا ، لقد تابعت درجة البكالوريوس في الهندسة الميكانيكية. طوال أربع سنوات من عملي في الهندسة ، قمت بتصميم وطيران طائرات بدون طيار. موطن قوتي هو ميكانيكا الموائع والهندسة الحرارية. استند مشروعي في السنة الرابعة إلى تحسين أداء المركبات الجوية غير المأهولة باستخدام تكنولوجيا الطاقة الشمسية. أود التواصل مع الأشخاص ذوي التفكير المماثل.

آخر المقالات

الرابط هل المضخة الحرارية غاز أم كهربائي؟ 5 حقائق يجب أن تعرفها

هل المضخة الحرارية غازية أم كهربائية؟ 5 حقائق يجب أن تعرفها

المضخة الحرارية هي آلة تنقل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية. دعونا نناقش ما إذا كانت المضخة الحرارية تعمل بالغاز أو الكهرباء. يتم توليد المضخة الحرارية بالكهرباء. إلى عن على...