في الميكانيكا الكلاسيكية، توجد الطاقة الميكانيكية أساساً في شكلين: الطاقة الحركية (طاقة الحركة) وطاقة الوضع (الطاقة المخزنة بناءً على الموضع). وفقاً لقانون حفظ الطاقة، لا يمكن خلق الطاقة أو تدميرها، بل يتم تحويلها فقط. على سبيل المثال، تمتلك الأفعوانية في ذروتها أقصى طاقة وضع للجاذبية، والتي تتحول بسرعة إلى طاقة حركية أثناء تسارعها نحو الأسفل. فهم هذه الحسابات أمر حيوي للفيزياء والهندسة والتصميم الإنشائي.
معادلات الطاقة
الطاقة الحركية (KE): KE = 1/2 × الكتلة × السرعة²
طاقة الوضع (PE): PE = الكتلة × الجاذبية × الارتفاع
حيث تسارع الجاذبية الأرضية يعادل تقريباً 9.81 م/ث².
طريقة استخدام هذه الحاسبة
- اختر ما إذا كنت تريد حساب الطاقة الحركية، أو طاقة الوضع، أو الطاقة الميكانيكية الإجمالية.
- أدخل كتلة الجسم بالكيلوجرام.
- للطاقة الحركية، أدخل السرعة (متر/ثانية). لطاقة الوضع، أدخل الارتفاع (متر) بالنسبة لنقطة مرجعية.
- انقر على احسب للعثور على إجمالي الطاقة معبراً عنها بالجول (J).
أسئلة شائعة (FAQ)
لماذا تعتبر السرعة أكثر أهمية من الكتلة في الطاقة الحركية؟
في معادلة الطاقة الحركية، يتم تربيع السرعة (v²) بينما الكتلة خطية. هذا يعني أن مضاعفة كتلة الجسم تضاعف طاقته الحركية، لكن مضاعفة سرعته تزيد طاقته الحركية أربعة أضعاف. لهذا السبب تكون حوادث السيارات عالية السرعة أكثر تدميراً بشكل كبير من الحوادث منخفضة السرعة.
ما هو الجول (Joule)؟
الجول هو الوحدة الدولية القياسية للطاقة. يُعرَّف بأنه مقدار الشغل المبذول عندما تؤثر قوة مقدارها نيوتن واحد عبر مسافة متر واحد. الجول الواحد يعادل أيضاً تماماً الطاقة الحركية لكتلة 2 كجم تتحرك بسرعة متر واحد في الثانية.