الشكلان الرئيسيان للطاقة

على الرغم من أن هناك عدة أنواع الطاقةيمكن للعلماء تجميعهم في فئتين رئيسيتين: الطاقة الحركية و الطاقة الكامنة. هنا نظرة على أشكال الطاقة ، مع أمثلة لكل نوع.

الطاقة الحركية هي الطاقة للحركة. تتحرك الذرات ومكوناتها ، لذا فإن كل المادة تمتلك طاقة حركية. على نطاق أوسع ، أي جسم متحرك لديه طاقة حركية.

الصيغة الشائعة للطاقة الحركية هي للكتلة المتحركة:

KE = 1/2 mv²

KE طاقة حركية ، m كتلة ، و v سرعة. الوحدة النموذجية للطاقة الحركية هي الجول.

الطاقة المحتملة هي الطاقة التي تكتسبها المادة من ترتيبها أو وضعها. الكائن لديه القدرة على القيام بالعمل. تتضمن أمثلة الطاقة الكامنة زلاجة في أعلى تل أو بندول في أعلى أرجوحة.

يمكن استخدام واحدة من أكثر المعادلات شيوعًا للطاقة الكامنة لتحديد طاقة الجسم فيما يتعلق بارتفاعه فوق القاعدة:

E = mgh

PE طاقة محتملة ، m كتلة ، g تسارع بسبب الجاذبية ، و h ارتفاع. الوحدة المشتركة للطاقة الكامنة هي الجول (J). لأن الطاقة الكامنة تعكس موضع الجسم ، يمكن أن يكون لها علامة سلبية. يعتمد ما إذا كانت إيجابية أو سلبية على ما إذا كان العمل قد تم بواسطة النظام أو على النظام.

في حين أن الميكانيكا الكلاسيكية تصنف كل الطاقة على أنها حركية أو محتملة ، فهناك أشكال أخرى من الطاقة.

تشمل أشكال الطاقة الأخرى:

• طاقة الجاذبية - الطاقة الناتجة عن جذب كتلتين لبعضهما البعض.
• الطاقة الكهربائية - الطاقة من شحنة كهربائية ثابتة أو متحركة.
• الطاقة المغناطيسية - الطاقة الناتجة عن جذب المجالات المغناطيسية المعاكسة ، أو تنافر الحقول المماثلة ، أو من مجال كهربائي مرتبط.
• الطاقة النووية - الطاقة من القوة القوية التي تربط البروتونات والنيوترونات في النواة الذرية.
• طاقة حرارية - تسمى أيضًا الحرارة ، وهي طاقة يمكن قياسها كدرجة حرارة. إنه يعكس الطاقة الحركية للذرات والجزيئات.
• الطاقة الكيميائية - الطاقة الموجودة في الروابط الكيميائية بين الذرات والجزيء.
• طاقة ميكانيكية - مجموع الطاقة الحركية والكامنة.
• طاقة مشعة - الطاقة من الإشعاع الكهرومغناطيسي ، بما في ذلك الضوء المرئي والأشعة السينية (على سبيل المثال).

قد يمتلك الجسم طاقة حركية ومحتملة. على سبيل المثال ، السيارة التي تقود إلى أسفل الجبل لديها طاقة حركية من حركتها والطاقة الكامنة من موقعها بالنسبة لمستوى سطح البحر. يمكن أن تتغير الطاقة من شكل إلى آخر. على سبيل المثال ، يمكن أن تحول ضربة البرق الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية ، وطاقة حرارية ، وطاقة صوت.

في حين أن الطاقة يمكن أن تغير الأشكال ، يتم الحفاظ عليها. وبعبارة أخرى ، إجمالي الطاقة النظام قيمة ثابتة. غالبًا ما تتم كتابة ذلك من حيث الحركية (KE) والطاقة الكامنة (PE):

KE + PE = ثابت

البندول المتأرجح مثال ممتاز. عندما يتأرجح البندول ، لديه أقصى طاقة محتملة في الجزء العلوي من القوس ، ولكن لا يوجد طاقة حركية. في الجزء السفلي من القوس ، لا يوجد لديه طاقة محتملة ، ولكنه أقصى طاقة حركية.