إثبات أو اشتقاق قانون الطاقة لدينا جسم ساكن على سطح أفقي أملس، كتلته (ك)، أثرت علية قوة خارجية مقدارها (ق)، جعلته يتحرك بسرعة (ع)، أحدثت له إزاحة (ف)، فإن: مقدار الشغل الذي تبذله القوة على الجسم = مقدار القوة × الإزاحة. ش=ق× ف ( معادلة 1). وحسب قوانين الحركة الخطية، فإن: ف = ع2 / 2 ت (معادلة 2). وبتعويض معادلة (2) في معادلة (1)، ينتج: ش = ق × (ع2 / 2 ت). الطاقة الحركية - أراجيك - Arageek. وبتطبيق قانون نيوتن الثاني (ك= ق/ ت) ينتج: ش = (ك× ع2) / 2. والشغل المبذول هنا هو عبارة عن طاقة حركية، وبالتالي فإن: ط ح = ش. ط ح = 0. 5 × ك × ع2
الطاقة كما قال عنها العلماء هي واحدة من مكونات الكون ، حيث نجد الكون يتكون من الأجرام و الطاقة ، وتوجد الطاقة حولنا في الكون في شكل نوعين أساسيين من الطاقة هما الطاقة الكامنة والطاقة الحركية، كما توجد أنواع متفرعة مثل الطاقة الحرارية، والكيميائية، والكهربائية، والإشعاعية، والنووية، والطاقة الكهرومغناطيسية ، وكل شكل من هذه الأشكال ينتمي لواحد من نوعي الطاقة أو يمثل مزيج بين النوعين، وهنا دعونا نتعرف بشكل أكثر تفصيلًا على واحد من أنواع الطاقة ألا وهو الطاقة الحركية. تعريف الطاقة الحركية الطاقة الحركية (Kinetick Energy) هي طاقة الكتلة أثناء حركتها، بمعنى أن الطاقة التي يمتلكها أي جسم تأتي نتيجةً لحركته، ومقدار تلك الطاقة هو الشغل الذي يحتاجه الجسم ليعمل على تسريع حركته من حالة السكون لتصل إلى سرعة معينة أو للسرعة الحالية، وعادة فإن تلك السرعة إما تكون مستقيمة أو زاوية. وطبقًا لقانون حفظ الطاقة فإن الجسم عندما يكتسب مقدار معين من الطاقة الحركية فإنه يظل محتفظ بهذه الطاقة ولا يفقدها ولكن ذلك وفقًا لشرط وهو أن لا يكون هناك احتكاك. الطاقة الحركية للاجسام – e3arabi – إي عربي. الطاقة تتحول من صورة إلى أخرى فمثلًا لحصول الجسم على طاقة حركية فإنه بحاجة إلى نوع من الطاقة، مثل مركبات الفضاء حتى تنطلق للفضاء فهي بحاجة لعملية احتراق للوقود الخاص بالمركبة، فتتحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة حركية وتظل المركبة الفضائية في الفضاء أو في المدار الذي تستقر فيه بسبب عدم فقدها لتلك الطاقة، ويعود ذلك إلى قلة الاحتكاك لأبعد الحدود، أما في حال فقد تلك الطاقة فإن المركبة تعود للغلاف الجوي ، ونتيجة للاحتكاك فإن الطاقة الحركية هنا ستتحول إلى طاقة حرارية.
إثبات أو اشتقاق قانون الطاقة لدينا جسم ساكن على سطح أفقي أملس، كتلته (ك)، أثرت علية قوة خارجية مقدارها (ق)، جعلته يتحرك بسرعة (ع)، أحدثت له إزاحة (ف)، فإن: مقدار الشغل الذي تبذله القوة على الجسم = مقدار القوة × الإزاحة. ش=ق× ف ( معادلة 1). وحسب قوانين الحركة الخطية، فإن: ف = ع2 / 2 ت (معادلة 2). وبتعويض معادلة (2) في معادلة (1)، ينتج: ش = ق × (ع2 / 2 ت). وبتطبيق قانون نيوتن الثاني (ك= ق/ ت) ينتج: ش = (ك× ع2) / 2. والشغل المبذول هنا هو عبارة عن طاقة حركية، وبالتالي فإن: ط ح = ش. ط ح = 0. 5 × ك × ع2.
الطاقة الحركية: هي الطاقة الناتجة عن حركة الجسم، فكل جسم متحرك يمتلك طاقة سواء كانت حركته اهتزازية، دورانية، أو انتقالية أُفقية أو عمودية. تعد من أقدم أشكال الطاقة التي استخدمها الإنسان وحوَّلها من وإلى أشكال أخرى من الطاقة. سنعرض كيف يتم التحويل بينها وبين أشكال الطاقة الأخرى، وما هي العلاقة الرياضية التي تعبر عنها. * تحويل الطاقة الحركية إلى أشكال أخرى من الطاقة ينص قانون حفظ الطاقة الأساسي (القانون الأول في الميكانيكا الحرارية):على أنه إذا كان النظام معزولاً فإن طاقته لا تفنى ولا تُستحدث من العدم وإنما تتحول من شكلٍ لآخر. الطاقة الكلية للجسم: هي مجموع طاقته الحركية وطاقته الكامنة، فالجسم الساقط بتأثير الجاذبية نحو الأرض سوف تزداد طاقته الحركية لازدياد سرعته كلما اقترب من الأرض، وبنفس مقدار هذه الزيادة تنقص الطاقة الكامنة، لأن ارتفاعه عن الأرض يقل تدريجيًا والعكس صحيح، مع بقاء مجموع كل من الطاقتين ثابت وفقًا لقانون حفظ الطاقة. وكمثال آخر؛ لعبة القوس والسهم، التي يتم فيها تحويل الطاقة الكامنة في سلك القوس إلى طاقة حركية أثناء انطلاق السهم. التحويل بين الطاقة الحرارية والطاقة الحركية ترتبط مفاهيم الحرارة ودرجة الحرارة والطاقة الحركية ببعضها البعض؛ فعندما نقوم بتسخين مادة ما، ترتفع درجة حرارتها وتتسبب في زيادة طاقة جزيئاتها الحركية.
كما يمكن للطاقة الحركية أن تنتقل من جسم إلى آخر من خلال التصادم، الذي يمكن أن يكون مرناً أو غير مرن. لعل أحد الأمثلة عن التصادم المرن هو اصطدام كرة بلياردو بأخرى. وهناك شروط مثالية يتم فيها إهمال قوة الاحتكاك بين الكرات والطاولة، أو أي التفاف تكتسبه الكرة نتيجة ضربها بالعصا، يكون وقتها مُجمل الطاقة الحركية للكرتين بعد التصادم مساوياً للطاقة الحركية للكرة التي ضربتها العصا قبل التصادم. أما بالنسبة للتصادم غير المرن، فمن أمثلته اصطدام عربة قطار متحركة بعربة مشابهة لها ساكنة. هنا تبقى الطاقة الإجمالية ذاتها، لكن كتلة المنظومة الجديدة تكون مضاعفة. وتكون النتيجة استمرار تحرك العربتين في نفس الاتجاه، لكن بسرعة أقل وفقا للعلاقة: \(mv2^2 = ½mv1^2\) حيث ( m) هي كتلة العربة الواحدة، و ( v1) هي سرعة العربة الأولى قبل التصادم، و ( v2) هي سرعة العربتين المتحدتين معاً بعد التصادم. وبالتقسيم على الكتلة ( m)، وأخذ الجذر التربيعي لكلا الطرفين، نحصل على العلاقة التالية: \(v2 = √2/2∙v1\) (لاحظ أن v2 ≠ ½v1) إضافة لما سبق، يمكن تحويل الطاقة الحركية إلى أشكال أخرى من الطاقة والعكس صحيح. فعلى سبيل المثال، يمكن تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية عن طريق المولد الكهربائي ( Generator)، أو إلى طاقة حرارية ( Thermal Energy) عن طريق فرامل السيارة نتيجة الاحتكاك.
هذا البيان يعادل على النحو التالي: \[W_{net}=\Delta K\] تُعرف هذه المعادلة باسم نظرية العمل والطاقة ولها تطبيقات كبيرة حتى لو تغيرت القوى المطبقة في الحجم والاتجاه. أمثلة على الطاقة الحركية تتمتع الشاحنة شبه التي تسير على الطريق بطاقة حركية أكثر من سيارة تسير بنفس السرعة لأن كتلة الشاحنة أكبر بكثير من كتلة السيارة. يتكون النهر الذي يتدفق بسرعة معينة من الطاقة الحركية حيث أن الماء له سرعة وكتلة معينة. الطاقة الحركية لكويكب يسقط باتجاه الأرض كبيرة جدًا. تزداد الطاقة الحركية للطائرة أثناء الرحلة بسبب الكتلة الكبيرة والسرعة السريعة. أنواع الطاقة الحركية هناك خمسة أنواع من الطاقة الحركية: المشعة والحرارية والصوتية والكهربائية والميكانيكية. دعونا نلقي نظرة على بعض أمثلة الطاقة الحركية ومعرفة المزيد عن الأنواع المختلفة للطاقة الحركية. 1. الطاقة المشعة الطاقة المشعة هي نوع من الطاقة الحركية التي تتحرك دائمًا عبر الوسط أو الفضاء. أمثلة على الطاقة المشعة: ضوء الأشعة فوق البنفسجية أشعة غاما 2. طاقة حرارية تُعرف الطاقة الحرارية أيضًا باسم الطاقة الحرارية وتتولد بسبب حركة الذرات عندما تصطدم ببعضها البعض.