طاقة الوضع Potential Energy
 |
| طاقة الوضع |
طاقة الوضع Potential Energy
تعريف طاقة الوضع : هي إحدى صور الطاقة في الفيزياء ، وهي طاقة "كامنة" يكتسبها جسم بسبب وقوعه تحت تأثير جاذبية مثل الجاذبية الأرضية أو تحت تأثير مجال كهربائي إذا كان له شحنة كهربية.
ملاحظات :
1ـ تسمى طاقة الوضع بطاقة الإرتفاع ، لأنها تتغير بتغير إرتفاع الجسم عن سطح الأرض .
2ـ تسمى تلك الطاقة بطاقة الوضع ، وعلى الأرض يمكن أن يشكل سطح الأرض مرجعاً لحساب تلك الطاقة.
3ـ تتغير طاقة الوضع لجسم بتغير ارتفاعه عن سطح الأرض.
4ـ تقاس طاقة الوضع كغيرها من الطاقات الأخرى بوحدة الجول .
* بفرض أن طاقة الوضع لجسم على سطح الأرض تساوي صفرا ، ثم قمنا بقذف الجسم عموديا إلى أعلى ، يبدأ الجسم بطاقة حركة عالية وما يلبث أن تهدأ سرعته رويدا رويدا بفعل الجاذبية الأرضية أو الثقالة وكلما زاد إرتفاع الجسم فإن طاقة حركته تقل بينما تزداد طاقة وضعه.
حتى إذا وصل الحجر إلى أقصى ارتفاع له تكون كل طاقة حركته قد تحولت إلى طاقة الوضع.
ويبدأ الحجر بفعل طاقة الوضع التحرك ثانياً إلى أسفل حيث تزداد سرعته فتزداد طاقة حركته بينما يقل إرتفاعه فتقل طاقة وضعه إلى أن يصطدم بالأرض ، عندئذ تكون طاقة وضعه (التي اكتسبها عندما إرتفع إلى أعلى ) قد تحولت إلى طاقة حركة مرة أخرى .
وباصطدام الجسم بسطح الأرض تتحول طاقة حركته فورا إلى طاقة حرارية وصوتية. وهذا يحقق قانون أو مبدأ حفظ الطاقة.
وفي كل نقطة من مسار الجسم أثناء الصعود والهبوط يكون مجموع طاقة حركته وطاقة وضعه ثابتا.أي إذا تزايدت واحدة تنقص الأخرى .
أشكال مختلفة لطاقة الوضع :
تنضم أنواع الطاقة التالية إلى طاقة الوضع :طاقة الوضع الناجمة عن الجاذبية الأرضية أو أي نظام ذو ثقالة .
طاقة الوضع تحت تأثير مجال كهربائي .
طاقة وضع تحت تأثير قوة شد مرنة ، مثل الزنبرك .
قانون طاقة الوضع العلاقة الرياضية ( المعادلة ) لطاقة الوضع :
والمعادلة التي تعطي طاقة الوضع الناتجة عن الثقالة هي:(V = m g ( h1 – h0
حيث :
m كتلة الجسم بالكيلوجرام
g عجلة الجاذبية الأرضية : 9,81 متر/ ث2
h0 ارتفاع الجسم عن الأرض عند النقطة السفلى (بالمتر).
أي أن طاقة وضع جسم تتزايد بتزايد ارتفاعه عن سطح الأرض ، ويمكن حسابها لأي جسم .
من تطبيقات طاقة الوضع في الحياة اليومية :
تستخدم السدود عموما لتخدم الغرض الأساسي ( للاحتفاظ بالمياه وتوليد الكهرباء). وتستغل طاقة الوضع الهائلة المختزنة في مياه الأنهار خلف السدود في توليد الطاقة الكهربائية في المحطات الكهرمائية. وفي تلك المحطات تتحول طاقة الوضع للماء أولا إلى طاقة حركة عند سقوط الماء من أعلى فيدير توربينا والذي يدير بدوره مولدا للكهرباء، وبذلك نحصل على الطاقة الكهربائية التي نستعملها لإنارة المنازل ولتشغيل المصانع.
يمكنكم من التالي :