أسَاسيَاتْ ومَبَادئ الْفِيزيَاءْ منْ الأَلِفْ إِلَى اليَاءْ [3]~ .. تَعَالُوا نَتَعلّمْ مَعَاً

[Happy-chan]

أهلاً بكم من جديد وفي الجزء الثالث

رابط الموضوعين السابقين :

أساسيات ومبادئ الفيزياء من الألف إلى الياء ... { هلموا بنا نتعلم معاً ^ـــــــــ^}

أسَاسيَاتْ ومَبَادئ الْفِيزيَاءْ منْ الأَلِفْ إِلَى اليَاءْ [2]~~ هَلمُوا بِنَا نَتَعَلَمْ مَعَاً ^ـــ^

لنبدأ معاً في الجزء الثالث .. فهيا معاً

أولاً سنتحدث عن:

عندما تؤثر بقوة على جسم وتحركه مسافة معينة ، فإننا نقول إنك قد بذلت شغلاً على هذا الجسم.

أي أن هناك ثلاثة شروط لحدوث الشغل وهي:

1-أن تؤثر قوة معينة على جسم محدد.

2-أن يتحرك الجسم مسافة معينة.

3-ألا يكون اتجاه الحركة عمودي على اتجاه الشغل.

ونعرّفه رياضياً:

الشغل = القوة * الإزاحة

شغ = ق * ف

حيث أن:

ف { مقدار الإزاحة } ، ق { مقدار مركبة القوة على محور الحركة }.

الشغل كمية قياسية ووحدته الجول ، أما الجول فإننا نعرّفه كالتالي :

1 جول هو مقدار الشغل المبذول عندما تحرك قوة مقدارها 1 نيوتن جسم ما مسافة مقدارها 1 م في نفس اتجاه القوة.

إذاً: فالشغل المبذول يزداد بزيادة القوة و الإزاحة.

......

ثانياً سنتحدث عن:

الطاقة وحدتها الجول مثل الشغل تماماً فعندما نقول : إن الزنبرك يختزن طاقة مقدارها 100 جول ، فإن هذا يمثل مقياس لما يمكن للزنبرك عمله من شغل .

كيف يبذل الزنبرك شغلاً ؟ يمكن أن نربط جسماً بالزنبرك ونسمح للزنبرك المضغوط بالانفلات ، فسوف يبذل الزنبرك شغلاً مقداره 100 جول لتحريك الجسم مسافة معينة.

ومن ذلك فإننا نعرّف الطاقة كالتالي:

القدرة على تنفيذ شغل ما. أما مقدار الشغل الذي يمكن القيام به فيعطينا مقدار التغير في الطاقة.

ومن التعريف فإن الطاقة كمية قياسية ووحدتها نفس وحدة الشغل وهي الجول .
الطاقة كمية فيزيائية غير ملموسة ، ويمكن للإنسان التعامل معها من مبدأ واحد وهو تحويلها من شكل لآخر دون القدرة على التعرف على ماهيتها ، ونؤمن أن مصدرها الله عز وجل يخلقها ويفنيها.

ثالثاً:

تقسم الطاقة إلى عدة أنواع منها:

1-الطاقة الحركية:

هذه الطاقة ناشئة من حركة كتلة الجسم، فأي جسم متحرك يمتلك طاقة حركية، ويمكن حساب الطاقة الحركية (طح) بالقانون التالي:

طح = ½ * ك * ع 2(تربيع)

تمرين :

احسبــــــ/ـــي الطاقة الحركية لسيارة كتلتها 20 كجم وسرعتها 50 م/ث ؟

.......

أي من السياراتان التاليتان لها طاقة حركية أعلى ولماذا ؟

2-الطاقة الكامنة :

يمتلكها الجسم بسبب موضعه أو شكله أو حالته ، ومن أشكالها:

أ- الطاقة الجاذبية الأرضية:

أي جسم يكون على ارتفاع معين من الأرض فإنه يمتلك طاقة كامنة بسبب هذا الوضع .

ب- الطاقة المرنة:

مثل قطعة المطاط المشدودة أو الزنبرك المضغوط.

ج- الطاقة الكيميائية:

كاحتراق الوقود ، احتراق الطعام في الجسم لتوفير الطاقة للجسم.

د- الطاقة الكهربية:

تقوم الإلكنرونات بنقل الطاقة من البطارية إلى المصباح.

هـ- الطاقة النووية :

عندما تقذف نواة اليورانيوم بنيوترون ، فإنها تنشطر وتطلق طاقة نووية.

3-الطاقة الحرارية:

تتمثل في حركة جزيئات المادة ، وعندما تزداد حركة الجزيئات فهذا يدل على زيادة طاقتها الحرارية ، وعندما تفقد جزء من طاقتها الحرارية فإن حركة جزيئاتها تقل.

4-الطاقة المشعة :

ويقصد بها الطاقة التي تحملها الموجات مثل الموجات الكهرومغناطيسية ( ضوء الشمس عبارة عن موجات كهرومغناطيسية وهو من أكبر مصادر الطاقة الموجودة في الحياة ) وأيضاً موجات الصوت في الهواء.

رابعاً:

حفظ الطاقة:

لعمل شغل فيزيائي يجب إنفاق طاقة معينة والطاقة تتحول من شكل لآخر دون أن تتلاشى.

إليكم المثال التالي :

1-الطاقة الكيميائية في عضلات اليد تقوم برفع الحجر لرميه للأعلى .

2-تتحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة حركية في الحجر الذي يكتسب هذه الطاقة في الصعود للأعلى.

3-عندما يبدأ الحجر في الصعود إلى أعلى تأخذ طاقته الحركية بالانخفاض لأن سرعته تقل حتى يصل إلى أقصى ارتفاع فتصبح سرعته تساوي صفر ، لكنها لم تتلاشى .

4-عندما يبدأ الحجر في السقوط فإن سرعته سوف تزداد وبالتالي فإن الطاقة الحركية تزداد .

5-عندما يصطدم الحجر بالأرض فإنه يتوقف تماماً لتصبح طاقته الحركية صفر . ولكنها لم تتلاشى أيضاً.

وهنا بيان تحولات الطاقة الحاصلة :

طاقة كيميائية (1) ------- > طاقة حركية (2) ------- > طاقة كامنة (3) --------- > طاقة حركية (4) --------- >طاقة حرارية (5)

.......

ومن ذلك يمكن صياغة قانون حفظ الطاقة كالتالي:

الطاقة التي خلقها الله لا يمكن أن تفنى أو تستحدث من العدم بواسطة المخلوق.
أو:
خلال كل تحول للطاقة فإن مجموع كمية الطاقة يكون متساوياً.

.......

إذاً عندما يفقد مقدار معين من الطاقة ، فإننا نتوقع أن هذه الطاقة المفقودة سوف تظهر في مكان آخر بنفس الشكل أو بشكل آخر ولكنها لن تتلاشى وأيضاً عندما تحدث زيادة للطاقة ، فإننا نتوقع أن هذه الزيادة قد أتت من انتقال أو تحول للطاقة .

تمرين:

تتبعــــ/ــــــــي تحولات الطاقة في المصباح الكهربائي.

.......

خامساً:

يهيمن استخدام الوقود كمصدر في هذا الوقت حيث يحرق في المصانع ومحطات الكهرباء والسيارات والبيوت للحصول على الطاقة ، ومن دواعي القلق أن هذا المصدر المهم للطاقة سوف ينضب في نهاية الأمر .

لذلك سيبقى البحث عن بديل لهذا المصدر والحد من استهلاكه شيئاً مهماً .وهنا نقسم مصادر الطاقة إلى:

1-مصادر الطاقة الغير متجددة:

الوقود الطبيعي:

ومن أهم الأمثلة عليه الزيت الخام، حيث يستخرج منه وقود السيارت والطائرات وغيرها من الأمثلة أيضاً الفحم والغاز الطبيعي. وللوقود الطبيعي عدة مشاكل منها أن إمدادات الوقود محدودة ، كما أن حرق الوقود يطلق غازات ملوثة للبيئة.

الوقود النووي:

ويحتوي معظمه على عنصر اليورانيوم فيمكن لكيلو جرام من اليورانيوم أن يختزن طاقة تساوي 25 طناً من الفحم.

2-مصادر الطاقة الغير متجددة:

وهذا النوع من الطاقة يمكن التعويض عنه ، فمثلاً عند حرق قطعة من الخشب يمكن التعويض عنها بزراعة النبات. وإليكم الأمثلة التالية:

الطاقة الشمسية:

الأنابيب الشمسية تقوم بامتصاص الطاقة القادمة من الشمس لاستخدامها في تسخين الماء .
الخلايا الشمسية تقوم بتحويل هذه الطاقة إلى طاقة كهربائية.

طاقة الوقود الحيوي:

النباتات تعتبر مصدر متجدد لهذا النوع من الطاقة، حيث نحصل على الطاقة من عملية حرق الغذاء الذي نأكله داخل الجسم.

من عملية حرق الخشب نحصل على الوقود ، وأيضاً من فضلات النباتات والحيوانات التي تعطي غاز الميثان ، الذي يمكن استخدامه كوقود.

الطاقة الهيدروليكية وطاقة المد:

تصمم بحيرات صناعية خلف السدود، بحيث تستخدم الماء المندفع من هذه البحيرات لإدارة المولدات الكهربية. ويمكن استخدام نفس الطريقة للاستفادة من المد والجزر في حركة مياه البحر ، فأثناء دخول المياه إلى البحيرة عند المد ثم خروجها تعمل على إدارة مولدات الطاقة.

الطاقة الجيوحرارية:

وهي الطاقة الحرارية التي تأتي طبيعياً من مواد مشعة موجودة في الصخور التي تقبع في أعماق الأرض، ويستفاد منها في تشغيل المولدات وغي ذلك.

طاقة الرياح:

وهذه الطاقة يستفاد منها منذ القدم في تحريك السواقي والسفن ومطاحن القمح. والآن تستخدم مراوح ضخمة لإدارة مولدات الكهرباء.

طاقة موجات البحر:

الرياح تسبب موجات البحر التي تجعلها تتذبذب على السطح، ويستفاد منها في إدارة المولدات الكهربائية.

جسم يمتلك طاقة مقدارها 20 جول ، وضحــــــ/ـــــي المقصود من ذلك.

تتبعــــ/ــــــــــي تحولات الطاقة في المكنسة الكهربائية.

المصدر: دراستي الثانوية ^ـــــ~

كتابة وتنسيق: Happy-chan

وأشكر أختي -•(HANOoOo)•- على تصميم الفواصل .. جزاكِ الله كل خير

وفي الختام أتمنى لكل من قرأ موضوعي أن يكون قد زاد عليه بالمتعة والفائدة

ترقبوا جديدي دآآئما ^ـــــــ^

حصري فقط لـــ msoms-anime.net