ما نوع طاقة كتاب مستقر على سطح طاولة بشكل ثابت ولا يتحرك؟، فلا يتأثر بأي قوة خارجية، وما الذي تعتمد عليه تلك الطاقة المؤثرة في الكتاب، سنتعرف على ذلك تفصيلًا خلال مقالنا اليوم، كما أننا سنقوم بتوضيح بعض المعلومات الهامة التي تتعلق بهذا الموضوع، فتابعونا!
ما نوع طاقة كتاب مستقر على سطح طاولة؟
إن نوع طاقة كتاب مستقر على سطح طاولة هو ما يطلق عليه أسم “طاقة وضع” أو (الطاقة الكامنة)، حيث أنه:
- من الممكن أن تقوم الأجسام بتخزين طاقة نتيجة موضعها وارتفاعها عن سطح الأرض، أو بسبب الضغوط الموجودة بداخل هذه الأجسام، أو شحنتها الكهربائية، أو أي عوامل فيزيائية أخرى.
- وحدة قياس طاقة الوضع هي الجول، كما أنها الوحدة التي تستخدم في جميع أنواع الطاقة المختلفة.
- من الجدير بالذكر أن طاقة الوضع (الكامنة) تتأثر بارتفاع الأجسام عن سطح الأرض، وعليه فإنه كلما زاد ارتفاع الأجسام عن سطح الأرض كلما زاد مقدار طاقة الوضع والمخزنة بداخل هذه الأجسام.
- ويمكن أن تتحول طاقة الوضع المخزنة في هذه الأجسام إلى أي صورة من صور الطاقة الأخرى.
- ومثال على ذلك، أنه عند إطلاق سهمًا من القوس، فإنه في البداية لا وجود لأي نوع من أنواع الطاقة في السهم.
- عندما يتم شد السهم على القوس للخلف، فإنه السهم سيكتسب طاقة مخزنة في داخله وهي الطاقة الكامنة، وعندما يُترك السهم لينطلق، يحدث تحول في الطاقة الكامنة المخزنة في السهم لتتحول إلى طاقة حركية.
- ونجد أن ذلك هو السبب الفيزيائي لحركة السهم، كما أن هناك الكثير من الأمثلة المتعلقة بالطاقة الكامنة المخزنة في الجسم، بما في ذلك: الزنبرك في حالة الشد أو الطاقة المخزنة في الأجسام المرنة.
أنواع الطاقات المخزنة في الجسم
بعد معرفة ما نوع طاقة كتاب مستقر على سطح طاولة نجد أن هناك العديد من الطاقات التي تخزن في الأجسام، وهي:
1. الطاقة الكامنة الكيميائية
الطاقة هي القدرة على القيام بالعمل أو توفير الحرارة؛ عندما تملأ سيارتك بالبنزين، فإنك تزودها بالطاقة الكامنة؛ والطاقة الكامنة الكيميائية هي الطاقة المخزنة في الروابط الكيميائية للمادة.
- تحتوي المواد الكيميائية المختلفة التي يتكون منها البنزين على كمية كبيرة من الطاقة الكيميائية الكامنة التي يتم إطلاقها عند احتراق البنزين بطريقة مضبوطة في محرك السيارة.
- إن إطلاق تلك الطاقة يفعل شيئين – يتم تحويل بعض الطاقة الكامنة إلى عمل يتم استخدامه لتحريك السيارة، وفي الوقت نفسه، يتم تحويل بعض الطاقة الكامنة إلى حرارة، مما يجعل محرك السيارة شديد السخونة.
- تحدث تغيرات الطاقة في النظام إما على شكل حرارة أو عمل، أو مزيج من الاثنين معًا.
2. الطاقة النووية
الطاقة النووية هي الطاقة الموجودة في نواة أو لب الذرة.
- الذرات عبارة عن وحدات صغيرة تشكل كل مادة في الكون، والطاقة هي ما يربط النواة معًا؛ توجد كمية هائلة من الطاقة في نواة الذرة الكثيفة؛ وفي الواقع، القوة التي تربط النواة معًا تسمى رسميًا “القوة القوية”.
- وتستخدم هذه الطاقة لتوليد الكهرباء، ولكن يجب أولاً إطلاقها من الذرة؛ وفي عملية الانشطار النووي، تنقسم الذرات لتحرير تلك الطاقة.
- يمكن إطلاق الطاقة النووية عن طريق 3 عمليات وهي: الانشطار النووي، والاندماج النووي، والانحلال الإشعاعي.
3. طاقة الجاذبية
طاقة الجاذبية أو طاقة الجاذبية الكامنة هي الطاقة الكامنة التي يمتلكها جسم ضخم فيما يتعلق بجسم آخر ضخم بسبب الجاذبية.
- إنها الطاقة الكامنة المرتبطة بمجال الجاذبية، والتي يتم إطلاقها (تحويلها إلى طاقة حركية) عندما تسقط الأجسام باتجاه بعضها البعض.
- إنها الطاقة التي يخزنها الجسم بسبب ارتفاعه عن سطح الأرض، كما أنها أكثر أشكال الطاقة شيوعاً، ويرجع ذلك لأنها تقوم بالتأثير على جميع الأجسام الموجود من حولنا بدون أي استثناءات.
- تزداد طاقة وضع الجاذبية عندما يتم فصل جسمين عن بعضهما البعض.
4. الطاقة الكامنة المرنة
الطاقة الكامنة المرنة هي الطاقة المخزنة نتيجة لتطبيق قوة لتشويه جسم مرن، حيث يتم تخزين الطاقة حتى يتم إزالة القوة ويعود الجسم إلى شكله الأصلي، ويقوم بشغل في هذه العملية؛ كما يمكن أن يتضمن التشوه ضغط الجسم أو شده أو لفه.
- تم تصميم العديد من الأشياء خصيصًا لتخزين الطاقة الكامنة المرنة، على سبيل المثال:
- الربيع الملفوف لساعة الرياح.
- لوح غوص منحني، قبل القفز مباشرة من الغواصين.
- الشريط المطاطي الملتوي الذي يعمل على تشغيل لعبة الطائرة.
- كرة نطاطة مضغوطة في اللحظة التي ترتد فيها عن جدار من الطوب.
- عادةً ما يكون للكائن المصمم لتخزين الطاقة الكامنة المرنة حدًا عاليًا من المرونة، إلا أن جميع الأجسام المرنة لها حد لما يمكن أن تحمله؛ وعندما يخرج ذلك من حدود المرونة، لن يعود الكائن إلى شكله الأصلي.
- في الأجيال السابقة، كانت الساعات الميكانيكية التي تعمل باللفائف من الملحقات الشائعة؛ وفي الوقت الحاضر، لا نميل إلى استخدام الهواتف الذكية التي تعمل بالرياح لأنه لا توجد مواد ذات حد مرن عالٍ بما يكفي لتخزين طاقة محتملة مرنة ذات كثافة طاقة عالية بما يكفي.
5. الطاقة الكامنة الكهربائية
الطاقة الكامنة الكهربائية هي الطاقة اللازمة لتحريك الشحنة ضد مجال كهربائي.
- أنت بحاجة إلى مزيد من الطاقة لتحريك الشحنة أكثر في المجال الكهربائي، ولكن أيضًا تحتاج إلى مزيد من الطاقة لتحريكها عبر مجال كهربائي أقوى.
- يمتلك الجسم طاقة الوضع الكهربائية بحكم عنصرين هما: الشحنة التي يمتلكها الجسم نفسه، والموضع النسبي لجسم ما فيما يتعلق بأشياء أخرى مشحونة كهربائيًا.
- يعتمد حجم الجهد الكهربي على مقدار الشغل المبذول في تحريك الجسم من نقطة إلى أخرى مقابل المجال الكهربائي.
- عندما يتحرك جسم ما مقابل المجال الكهربائي، فإنه يكتسب قدرًا من الطاقة التي تُعرف بأنها طاقة الوضع الكهربائي؛ ولأي شحنة، يتم الحصول على الجهد الكهربي بقسمة الطاقة الكامنة على كمية الشحنة.
تحولات الطاقة المخزنة في الجسم
بعد التعرف على ما نوع طاقة كتاب مستقر على سطح طاولة نجد أنه يمكن أن تتحول الطاقة الكامنة إلى الكثير من صور الطاقات الأخرى، كما أنه من الممكن أن يكون التحول بشكل مباشر أو من خلال عدة تحولات.
- يمكن تحويل الطاقة الكامنة المخزنة إلى طاقة حركية، والمثال الذي يوضح لنا هذا التحول هو “الزنبرك”؛ عندما يكون الزنبرك في حالة السكون فإنه لا يوجد هناك أي طاقة مخزنة فيه.
- وإذا قمنا بالتأثير على الزنبرك بقوة شد، سيحدث تولدًا لطاقة وستخزن فيه؛ هذه الطاقة هي الطاقة الكامنة (الوضع) وهي مساوية لمقدار قوة الشد.
- عند زوال تأثير قوة الشد من على الزنبرك، سيكتسب الزنبرك طاقة حركية تمكنه من العودة إلى موضعه الأصلي الذي كان عليه، وهذا التأثير يتكون كذلك عند ضغط الزنبرك.
- هذا ما يسمى بتحولات الطاقة، وهذه التحولات تعتمد بشكل رئيسي على قانون حفظ الطاقة، وهو القائل بأن الطاقة لا يمكن أن تفنى ولا تستحدث من عدم وإنما تنتقل من شكل إلى أخر.
في نهاية مقال ما نوع طاقة كتاب مستقر على سطح طاولة، نكون قد أوضحنا نوع هذه الطاقة وكافة أنوع الطاقة الكامنة والمخزنة في الجسم، وذكرنا بعضٍ من الأمثلة حول تحولات الطاقة المخزنة في الجسم.
