كيف تتكون طاقة الوضع المختزنة في الكرة؟
كيف تتكون طاقة الوضع المختزنة في الكرة؟ علم الفيزياء يحتوي على العديد من المواضيع الهامة التي تعمل في التركيز على الطاقة، ولكن هنا تتحدث عن طاقة الوضع أو الطاقة المختزنة وما يتعلق في الوضع المختزن في الكرة.
وأهم الأسباب التي أدت إلى موضع الاختزان، وهذا ما سوف نتعرف عليه من خلال مقال كيف تتكون طاقة الوضع المختزنة في الكرة.
محتويات المقال
ما هي طاقة الوضع؟
- طاقة الوضع هي الطاقة التي تسمى بالطاقة الكامنة وهي طاقة مختزنة داخل أي جسم.
- وهذا بسبب موضع الجسم أو الحالة التي يكون عليها بالنسبة للأرض أو مكانه.
- هي طاقة الارتفاع وهي صورة من صور الطاقة الأساسية في علم الفيزياء، حيث يكتسب الجسم طاقة وضع وهذا ناتج بسبب تأثير الجاذبية الأرضية عليه.
- أو من الممكن أن يكتسب الجسم طاقته بسبب تأثير مجال كهربائي عليه يوجد به شحنة كهربية.
- هي عبارة عن شحنة كامنة يكتسبها الجسم بسبب وقوعه تحت تأثير الجاذبية الأرضية أو تحت تأثير المجال الكهربائي إذا كان له شحنة كهربائية.
- لذلك تسمى بطاقة وضع، ويمكن استخدام الرمز v للتعبير عن طاقة الوضع.
- يوجد أجسام أخرى من الممكن أن تكتسب الطاقة من خلال قوة الشد مثل الزنبرك أو الأجسام المرنة.
- ولكنه يكون مقدار الطاقة مختلف بالإضافة إلى اختلاف كميتها وهذا يكون بسبب اختلاف العامل المؤثر عليها.
- مثل الأجسام التي تمتلك طاقة كامنة بسبب الجاذبية الأرضية، حيث يختلف مقدار الطاقة على حسب المسافة أو الارتفاع عن سطح الأرض.
- كلما زاد ارتفاع الجسم عن سطح الأرض تزيد طاقة الوضع المختزنة فيه وهذا يحدث في الأجسام.
- التي لها علاقة كاملة بسبب قوة الشد حيث كلما زاد قوة الشد زادت الطاقة المختزنة.
- تقاس هذه الطاقة بوحدة الجول.
شاهد أيضًا: مفهوم وطبيعة الضوء في الفيزياء
ما هو سبب طاقة الوضع المخزنة في كرة؟
كما تعرفنا أن طاقة الوضع المختزنة في كرة يكون هذا بسبب موضعها أو ارتفاعها عن سطح الأرض بسبب الجاذبية الأرضية، حيث كلما زاد ارتفاع الكرة زادت الطاقة المختزنة بداخله.
بالإضافة إلى كلما اقتربت الكرة من سطح الأرض يقل تأثير الجاذبية الأرضية عليها مما يؤدي إلى تقليل طاقة الوضع المختزنة بداخلها وتكون صيغة طاقة الوضع الرياضية كالاتي:
- قانون طاقة الوضع هو كلما زاد تأثير قوة خارجية على سبيل المثال المجال المغناطيسي أو قوة الجاذبية زادت كمية الطاقة المختزنة داخل الجسم.
- طاقة الوضع = كتلة الجسم × تسارع الجاذبية الأرضية × (ارتفاع الجسم 1 -ارتفاع الجسم 0).
- طاقة الوضع v: هي كمية الطاقة المختزنة داخل الجسم وتقاس بوحدة قياس تسمى الجول.
- كتلة الجسم m: هي مقدار كتلة الجسم لكن وحدة قياسها هي الكيلوغرام.
- كتلة الجسم G: هي عبارة عن مقدار تسارع الجاذبية الأرضية ويحتوي 9.81 متر في الثانية تربيع.
- ارتفاع الجسم 1. h1: هو مقدار ارتفاع الجسم على النقطة العلوية ووحدة قياسها هي المتر.
- ارتفاع الجسم 0. h0: هي مقدار ارتفاع الجسم عند النقطة السفلية ووحدات قياسها المتر.
ما هي أنواع طاقة الوضع؟
يوجد أنواع مختلفة من طاقة الواضح ولكن يوجد خمس أنواع رئيسية من هذه الطاقة وتكون كالآتي:
- طاقة الوضع الكيميائية هي الطاقة الكامنة المخزنة في ترتيب الذرات داخل الجزيئات فهنا تحتاج إلى كسر الروابط الكيميائية إلى طاقة أكبر من هذه الطاقة.
- طاقة الجاذبية الكامنة: هي الطاقة التي يمتلكها الجسم على حسب موقعها ومدى تأثير قوة الجاذبية عليها.
- الطاقة الكامنة المرنة: هي الطاقة التي يتم تخزينها من خلال تشوه مادة مرنة مثل الزنبرك.
- والطاقة الكامنة الكهربائية هي الطاقة الكهربائية التي تخزن على الأشياء التي توصل بالكهرباء.
- وهذه الطاقة تكون طاقة كامنة وتظل كما هي إذا لم تتأثر بأي جهد كهربائي خارجي.
- الطاقة الكاملة النووية هي طاقة كاملة مخزنة توجد داخل نواة الذرة، حيث ترتبط النيوترونات والبروتونات داخل هذه النواة بواسطة القوة النووية.
تابع معنا: ما هو علم الفيزياء وماذا يدرس؟
ما هي العوامل المؤثرة في طاقة الوضع؟
يوجد بعض العوامل التي تؤثر في طاقة الوضع وهي كالاتي:
- تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة متحركة، بينما الطاقة الكامنة هي طاقة لم تحدث بعد، لذلك تحدث الطاقة الحركية نتيجة حركة الجسم بسبب الجاذبية.
- تتأثر الطاقة الحركية من كتلة الجسم وسرعته.
- الطاقة الكامنة تختلف نوعًا ما عن الطاقة الحركة لأنها الطاقة التي توجد داخل الجسم حيث يستطيع الجسم تكوينها.
- ويتم تحديد هذه الطاقة المنتجة حيث يوجد بينهما تشابه وبين الطاقة الحركية.
- حيث يعتمد هذا على كتلة الجسم ومدى تأثير الجاذبية عند المنحدرات لأعلى أو لأسفل.
آثار التفاعلات الكيميائية على طاقة الوضع
- العامل الذي يساعد في تأثير التفاعل هو سرعة التفاعل والذي يؤثر بشكل كيميائي على الطاقة الوضعية للحركة.
- وهذه الآلية التي تثبت من خلال موقع منحنى طاقة الوضع.
- معرفة سير الحركة التفاعلية والتي يرمز إليها ببعض المنحنيات التي تمثلها بشكل بياني.
- حتى يتم معرفة طاقة الوضع، وما هو سر التفاعل بالإضافة إلى الآثار الناتجة بينهما.
الطاقة الحركية للكرة على السطح الأفقي
- هنا تحتاج الطاقة الحركية إلى معرفة سير التفاعل عن طريق إشارة بشكل مباشر للمواد المتفاعلة.
- حيث يكون له أثر، حي يمكن أن يصل المنحني إلى نقطة الانتهاء على رأس المنحنى.
- والذي يتمثل من المواد الناتجة، والتي تسمى بالنواتج.
- أيضًا يمكن أن يحدث أمر آخر بالنسبة للمنحنى النهائي والتي تعرف قمة الهرم حيث يتم توضيح أثر الطاقة الحركية.
- هذا من خلال نظرية المعتقد النشط والذي يحدث بدون عامل مساعد، والتي يظهر فيها المنحنى عند القمة.
قد يهمك: الكتلة والوزن في الفيزياء
كيف يتم تحويل طاقة الوضع إلى طاقة حركية؟
- تحويل طاقة الوضع إلى طاقة حركة هي إحدى النظريات الكيميائية التي تعتمد فيها على قوة الجسم الثابت.
- وهذا يبين أنه عندما يحدث عملية التفاف الجسم الثابت حركيًا هنا يتم بذل أقصى مقدار من الطاقة.
- هنا يتم الاحتفاظ بطاقة وضع تؤدي إلى حركة الجسم فهو يحدث تحويل من طاقة الوضع إلى طاقة الحركة.
استغلال طاقة الوضع في توليد الكهرباء
- يمكن استغلال طاقة الوضع والتي تخزن في مياه الأنهار، والتي توجد خلف السدود.
- حيث تكون هذه السدود عبارة عن أماكن للاحتفاظ بالمياه.
- وتوليد الكهرباء في العمل على توليد الكهرباء داخل المحطات الكهربائية.
- هنا يتم تحويل طاقة الوضع في الماء أولًا إلى طاقة حركية عندما تسقط الماء من أعلى توربين والذي يقوم بتوليد الكهرباء.
- وبذلك نحصل على الطاقة الكهربائية التي تستخدم في إضاءة المنازل.
- تتميز محطات القوى التي تقوم بإنتاج الكهرباء من خلال الماء الموجود في السدود بكفاءة عالية.
- حيث يوجد بها توربينات ومولدات الكهرباء تصل كفاءتها إلى 90% حيث تقوم بتحويل طاقة الحركة إلى طاقة كهربائية.
- وهذا من خلال اندفاع الماء الذي يعمل على توليد الكهرباء.
- لكن تختلف قدرة كل سد مائي في توليد الكهرباء، وهذا على حسب ارتفاع منسوب المياه.
- وكمية الماء التي يتم دفعها في التوربينات بالإضافة إلى جودة وكفاءة التوربينو المحول الكهربائي.
في ختام هذا المقال نكون قد تعرفنا على كيف تتكون طاقة الوضع المختزنة في كرة، وهي تتكون بسبب موضعها وارتفاعها عن سطح الأرض، وتعرفنا على كيفية استغلال طاقة الواضح في توليد الكهرباء.