אנרגיה קינטית ופוטנציאלית

הבדל באנרגיה קינטית ופוטנציאלית

אנרגיה קינטית היא האנרגיה הקשורה לתנועה ואנרגיה פוטנציאלית היא האנרגיה הקשורה למיקום במערכת. במונחים כלליים, אנרגיה היא היכולת לעשות עבודה. גם אנרגיה קינטית וגם אנרגיה פוטנציאלית מייצגים את שני הסוגים הבסיסיים של האנרגיה הקיימת. כל אנרגיה אחרת היא גרסה שונה של אנרגיה פוטנציאלית או אנרגיה קינטית או שילוב של שניהם. לדוגמה, אנרגיה מכנית היא שילוב של אנרגיה קינטית ופוטנציאלית.

במאמר זה אנו מספרים לכם את כל מה שאתם צריכים לדעת על אנרגיה קינטית ופוטנציאלית, מאפייניה ודוגמאות שלה.

אנרגיה קינטית ופוטנציאלית

אנרגיה קינטית ופוטנציאלית

אנרגיה קינטית

אנרגיה קינטית היא סוג האנרגיה הקשורה לתנועה. לכל מה שזז יש אנרגיה קינטית. במערכת הבינלאומית (SI), יחידת האנרגיה הקינטית היא jouje (J), שהיא אותה יחידה כמו עבודה. ג'אול אחד שווה ל-1 kg.m2/s2. ישנן דוגמאות רבות לשימוש באנרגיה קינטית בחיי היומיום.

  • בָּאוּלִינְג: באולינג הוא אדם שזורק כדור של 3-7 ק"ג כדי להפיל 10 פינים, המבוסס על האנרגיה הקינטית שנושא הכדור, התלויה במסה ובמהירות של הכדור.
  • רוּחַ: רוח היא לא יותר מאוויר בתנועה. ניתן להמיר את האנרגיה הקינטית של תנועת האוויר לחשמל באמצעות טורבינות רוח.
  • אנרגיית תרמית: אנרגיה תרמית היא האנרגיה הקינטית הקשורה לתנועה המיקרוסקופית של חלקיקים במערכת. כאשר אנו מחממים מים או כל חפץ אחר, אנו מוסיפים אנרגיה קינטית באמצעות העברת חום.

אנרגיה קינטית

אנרגיה פוטנציאלית היא סוג האנרגיה הקשורה למיקום יחסי בתוך מערכת, כלומר, למיקום של אובייקט אחד ביחס למשנהו. לשני מגנטים נפרדים יש אנרגיה פוטנציאלית זה ביחס לזה. ב-SI, יחידת האנרגיה הפוטנציאלית היא jouje (J), וכך גם האנרגיה הקינטית. ג'אול אחד שווה ל-1 kg.m2/s2.

רבים מהמקורות שאנו משתמשים בהם לאנרגיה תלויים באנרגיה פוטנציאלית.

  • אנרגיה מאוחסנת בסכרים: למים המאוחסנים במאגר מוגבה, כגון סכר, יש אנרגיה פוטנציאלית כבידה. כאשר המים נופלים, הם ממירים את האנרגיה הפוטנציאלית לאנרגיה קינטית המסוגלת לבצע עבודה בטורבינות הממוקמות בתחתית הסכר. החשמל המופק על ידי טורבינות אלו מופץ לרשת החלוקה המקומית.
  • קפיצים: כאשר קפיץ נמתח או דחוס, הוא אוגר כמות מסוימת של אנרגיה בצורה של אנרגיה פוטנציאלית אלסטית. כאשר הקפיץ משתחרר, האנרגיה הפוטנציאלית האצורה מומרת לאנרגיה קינטית.
  • חץ וקשת: חץ וקשת הם דוגמה לאופן שבו אנרגיה פוטנציאלית אלסטית מומרת לאנרגיה קינטית. כאשר מיתר הקשת נמתח, העבודה שנעשית מאוחסנת במיתר המתוח כאנרגיה פוטנציאלית. כאשר אתה משחרר את המיתר, האנרגיה הפוטנציאלית של המיתר מומרת לאנרגיה קינטית, אשר מועברת לאחר מכן אל החץ.
  • חשמל: חשמל הוא צורה של אנרגיה פוטנציאלית שנקבעת לפי מיקום המטענים במערכת (השדה החשמלי).

כיצד פועלת האנרגיה הקינטית?

אנרגיה פוטנציאלית

כאשר עצם בתנועה זה בגלל שיש לו אנרגיה קינטית. אם הוא מתנגש עם חפץ אחר, יכול להעביר אליו את האנרגיה הזו, אז גם העצם השני זז. כדי שאובייקט ירכוש תנועה או אנרגיה קינטית, יש להפעיל עליו עבודה או כוח.

ככל שהכוח מופעל זמן רב יותר, כך גדלה המהירות המושגת על ידי העצם הנע והאנרגיה הקינטית שלו. המסה קשורה גם לאנרגיית התנועה. ככל שהמסה של הגוף גדולה יותר, כך האנרגיה הקינטית גדולה יותר. ניתן להמיר אותו בקלות לחום או לסוגים אחרים של אנרגיה.

בין המאפיינים של אנרגיה קינטית יש לנו:

  • זה אחד מביטויי האנרגיה.
  • ניתן להעביר אותו מגוף אחד למשנהו.
  • ניתן להמיר אותו לסוג אחר של אנרגיה, למשל, לאנרגיה תרמית.
  • אתה צריך להפעיל כוח כדי ליזום תנועה.
  • זה תלוי במהירות ובמסה של הגוף.

סכום האנרגיה הקינטית והפוטנציאלית מייצר אנרגיה מכנית (אנרגיה הקושרת את מיקומו של עצם לתנועתו). כפי שהוזכר מוקדם יותר, דינמיקה מתייחסת לתנועה. פוטנציאל מתייחס לכמות האנרגיה האצורה בגוף בזמן מנוחה.

לכן, האנרגיה הפוטנציאלית תהיה תלויה במיקום העצם או המערכת ביחס לשדה הכוח המקיף אותו. אנרגיה קינטית תלויה בתנועה של עצם.

סוגי אנרגיה פוטנציאלית

דוגמה לאנרגיה פוטנציאלית

אנגריה פוטנציאלית של כוח המשיכה

אנרגיה פוטנציאלית כבידה מוגדרת כאנרגיה שיש לעצם מסיבי כאשר הוא שקוע בשדה כבידה. שדות כבידה נוצרים סביב עצמים מסיביים מאוד, כמו המסות של כוכבי הלכת והשמש.

לדוגמה, לרכבת הרים יש את האנרגיה הפוטנציאלית הגבוהה ביותר בנקודה הגבוהה ביותר שלה בשל טבילתה בשדה הכבידה של כדור הארץ. ברגע שהמכונית נופלת ומאבדת גובה, האנרגיה הפוטנציאלית מומרת לאנרגיה קינטית.

אנרגיה אלסטית פוטנציאלית

אנרגיה פוטנציאלית אלסטית קשורה לתכונות האלסטיות של חומר, כלומר נטייתו לחזור לצורתו המקורית לאחר שהיה נתון לכוח דפורמציה הגדול מהתנגדותו. דוגמה ברורה לאנרגיה אלסטית היא האנרגיה שברשותו של קפיץ, שמתרחב או מתכווץ עקב כוח חיצוני וחוזר למקומו המקורי ברגע שהכוח החיצוני כבר לא מופעל.

דוגמה נוספת היא מערכת החץ והקשת, כאשר מושכים את הקשת בסיבים אלסטיים, האנרגיה הפוטנציאלית האלסטית מגיעה למקסימום, מכופפת מעט את העץ, אך המהירות נשארת אפסית. ברגע הבא, האנרגיה הפוטנציאלית מומרת לאנרגיה קינטית והחץ יורה החוצה במלוא המהירות.

אנרגיה פוטנציאלית כימית

אנרגיה פוטנציאלית כימית היא האנרגיה האצורה בקשרים הכימיים של אטומים ומולקולות. דוגמה לכך היא גלוקוז בגופנו, אשר אוגר אנרגיה פוטנציאלית כימית שהגוף שלנו ממיר (באמצעות תהליך הנקרא מטבוליזם) לאנרגיה תרמית לשמירה על טמפרטורת הגוף.

כך גם לגבי דלקים מאובנים (פחמימנים) במיכל הדלק של המכונית. האנרגיה הפוטנציאלית הכימית המאוחסנת בקשרים הכימיים של הבנזין מומרת לאנרגיה מכנית המניעה את הרכב.

אנרגיה פוטנציאלית אלקטרוסטטית

בחשמל חל גם המושג אנרגיה פוטנציאלית, אותה ניתן להמיר לצורות אחרות של אנרגיה, כגון קינטית, תרמית או קלה, לאור הרבגוניות העצומה של האלקטרומגנטיות. במקרה זה, האנרגיה מגיעה מעוצמת השדה החשמלי שנוצר על ידי החלקיקים הטעונים.

אני מקווה שבעזרת המידע הזה תוכלו ללמוד עוד על אנרגיה קינטית ופוטנציאלית.


תוכן המאמר עומד בעקרונותינו של אתיקה עריכתית. כדי לדווח על שגיאה לחץ כאן.

היה הראשון להגיב

השאירו את התגובה שלכם

כתובת הדוא"ל שלך לא תפורסם.

*

*

  1. אחראי לנתונים: מיגל אנחל גטון
  2. מטרת הנתונים: בקרת ספאם, ניהול תגובות.
  3. לגיטימציה: הסכמתך
  4. מסירת הנתונים: הנתונים לא יועברו לצדדים שלישיים אלא בהתחייבות חוקית.
  5. אחסון נתונים: מסד נתונים המתארח על ידי Occentus Networks (EU)
  6. זכויות: בכל עת תוכל להגביל, לשחזר ולמחוק את המידע שלך.