قانون الطاقة الحركية

يعتبر مفهوم وتعريف ومعنى الطاقة وأشكالها ومصادرها من أهم المفاهيم الفيزيائية التي لها تطبيقات كثيرة في مجالات الفيزياء التطبيقية والمسارعات النووية، وفي مجال التكنولوجيا والتطبيقات الهندسية وغيرها من المجالات العديدة، حيث اعتمدت عدد كبير من الدول على تحولات الطاقة لاستخدامها في المجالات الصناعية وتوليد الطاقة الكهربائية.

وللطاقة أشكال كثيرة تتحول من شكل إلى آخر حسب الظروف المتوفرة والأداة المستخدمة لاستهلاك أو توليد الطاقة، ومن أشهر أنواع الطاقة التي نتعامل معها بشكل دائم ألا وهي الطاقة الحركية، ومن خلال هذا المقال سوف نتعرف على مفهوم وتعريف ومعنى الطاقة الحركية، ونذكر قانونها ونوضح أهم استخدامات الطاقة الحركية.

عندما تتعرض مناطق مختلفة في العالم لرياح وأعاصير قوية، فإن هذه الرياح والأعاصير المتحركة تمتلك كمية كبيرة من الطاقة التي تؤدي إلى تدمير عدد كبير من الأماكن السكنية والمنشآت الزراعية، وعندما تتدفق المياه من الشلالات المرتفعة، أوعندما يحدث فيضانات في بعض الأماكن فإن هذه المياه تمتلك طاقة كبيرة تستطيع من خلالها سحب وقلب عدد كبير من السيارات الكبير، بالإضافة إلى السفن العملاقة، وتنتج هذه الطاقة بفعل حركة الأجسام المختلفة، وتسمى هذه الطاقة بالطاقة الحركية وتقاس بوحدة الجول.

وتعتبر الطاقة الحركية من الكميات الفيزيائية القياسية التي نعبر عنها فقط بقيمة عددية ووحدة، وتعتمد الطاقة الحركية للأجسام المختلفة على كتلة الجسم وسرعته، حيث تتناسب طرديا مع كتلة الجسم، فلكما ازدادت كتلة الجسم ازدادت الطاقة الحركية المرتبطه به، حيث نرى أن الأضرار الناتجة عن حادث سير من شاحنة كبير تسير بسرعة 50 كم/ساعة أكبر بكثير من الأضرار الناتجة عن سيارة عائلة صغيرة وتسير بالسرعة نفسها، وأيضا تتناسب الطاقة الحركية تناسبا طرديا مع مربع السرعة، حيث تكون الأضرار الناتجة عن تصادم سيارة سباق بسرعة 200 كم/ساعة أكبر بكثير من الأضرار الناتجة عن السيارة نفسها بسرعة 10 كم/ساعة.

وقد جد العلماء من خلال التجارب والعلاقات الرياضية بأن الطاقة الحركية تساوي نصف في كتلة الجسم في مربع سرعة الجسم أي أن: الطاقة الحركية = 0.5 x الكتلة x مربع سرعة الجسم.

تستخدم الطاقة الحركية في مجالات كثيرة أهمها في مجال توليد الطاقة الكهربائية النظيفة، حيث تتجه أنظار العلماء إلى إيجاد وسائل بديلة لإنتاج الطاقة الكهربائية النظيفة البعيدة عن استخدام الفحم الحجري والبترول، فقامت عدد كبير من الدول وأشهرها الدول الإسكندنافية بوضع عدد كبير من الطواحين والمراوح الهوائية الكبيرة، التي تقوم بإنتاج الطاقة الكهربائية عند تحركها بفعل الرياح.

وأيضا قامت دول كثيرة ببناء السدود العملاقة، والتي يتم إنتاج الطاقة الكهربائية فيها باستخدام التوربينات المائية الموجودة أسفل السد، حيث عندما يتدفق الماء داخل التوربين يؤدي إلى تحريك المولد الذي بداخله، وبالتالي إنتاج طاقة كهربائية نظيفة.