محتويات
فقدان الطاقة الميكانيكية
تُفقد الطاقة الميكانيكية من النظام بحال تعرض النظام لحالة من فقدان الطاقة حيث تتضمن تحويلها من شكل إلى شكل آخر أو من مكان إلى مكان آخر،[١] وتتعدد أسباب فقدان النظام للطاقة ونوضح منها ما يلي:
قوة الإحتكاك
تُفقد الطاقة الميكانيكية من النظام نتيجة تعرضه لقوة إحتكاك خارجية (بالإنجليزية:Friction force) تؤثر على الأجسام المتحركة وبشكل سلبي حيث تؤدي إلى تناقص في الطاقة الميكانيكية وبالتالي تقلل من سرعة الجسم.[١]
وتتضمن عملية فقدان الطاقة الميكانيكية تحت تأثير قوة الإحتكاك تحويل لهذه الطاقة إلى طاقة حركية مفقودة وذلك تبعاً إلى أنَّ كتلة الجسيم لا تحتوي على أي شكل من أشكال الطاقة.[١]
إنَّ الطاقة المفقودة نتيجة الإحتكاك والشغل المبذول يعمل على تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة حرارية والتي تساوي الطاقة المفقودة من الجسيم وما يحيط به، ومن الأمثلة على هذه الظاهرة ضغط السائق على فرامل السيارة لإيقافها أو التقليل من سرعتها ونتيجة لحدوث احتكاك بين عجل السيارة والطريق.[١]
حيث تحصل حالة من ارتفاع في درجة الحرارة، حيث يعمل الاحتكاك فيها مع الوقت على تآكل واهتراء الإطارات وغيرها من قطع السيارة والتي تحتاج إلى إعادة تزييت وتشحيم.[١]
مقاومة الهواء
تتشكل داخل محولات وتوربينات الرياح طاقة ميكانيكية تتضمن الحصول على طاقة حركية ناتجة من الهواء داخلها والذي يعمل على تقليص الهواء الداخل في هذا النظام وإلى جانب نظام التوربين فالسيار، كذلك أثناء حركتها تتصادم مع الهواء وتنتج طاقة تعمل على زيادة في سرعة الهواء المتشكل داخل جسم السيارة.[٢]
وتبعاً لقانون حفظ الطاقة تحصل خسارة وفقدان للطاقة الموجودة في النظام والذي يطلق عليه مصطلح مقاومة الهواء (بالإنجليزية:Air resistance) أو المقاومة الديناميكية الهوائية (بالإنجليزية:Aerodynamic force).[٢]
مقاومة التدحرج
تتكون الأنظمة من نوعين من الإحتكاك وهما عبارة عن الإحتكاك الساكن (بالإنجليزية:Static friction) والذي يُمثل الموازنة وعدم السماح للأجسام الساكنة من التدحرج ضد بعضها البعض نتيجة لتأثر قوة خارجية على النظام، والإحتكاك الحركي (بالإنجليزية:kinetic friction) الذي يضمن لنا الحفاظ على ثبات النظام والذي يكون فيه الساكن أكبر من الحركي ونتيجة لذلك يتحرك الجسيم.[٢]
إنَّ الشغل الميكانيكي المحصل من حركة الأجسام في النظام مثل تحرك السيارة يؤدي إلى فقدان في الطاقة الحركية نتيجة تشكل مقاومة في إطار السيارة أثناء تدحرجها (بالإنجليزية:Rolling resistance) على الطرقات وخسارة بمقدار النصف، وإنَّ عملية الإنخفاض في الطاقة يمكن أن تعمل في صالحك حيث تقلل من معدل استهلاك البنزين الذي يصرفه المحرك.[٢]
الطاقة الميكانيكية
تُعَّرف الطاقة الميكانيكية (بالإنجليزية:Mechanical energy) بأنَّها عبارة عن محصلة تجميع للطاقة الحركية أو الطاقة الكامنة أو الطاقة التي يتم تخزينها داخل منظومة عمل تبعاً لالية عملها ومكان كل جزء من هذه المنظومة.[٣]
وتُعَّد هذه الطاقة مستقرة ولا تتغير داخل المنظومة المثالية التي تحتوي على قوى مثلاً قوى الجاذبية الأرضية فقط وبعكس ذلك المنظومة الغير ثابتة التي تتضمن قوى مثل قوى الإحتكاك أو قوى المقاومة للهواء.[٣]
إنَّ تطبيق البندول وأثناء حركته ينتج طاقة ميكانيكية تنقسم إلى طاقة حركية مرتفعة وإلى جانب طاقة كامنة قليلة وذلك نتيجة حركته المتأرجحة بسرعة مرتفعة وعلى ارتفاعات قليلة وفي المقابل تكون طاقته الحركية قليلة وطاقته الكامنة مرتفعة عند أطرافه.[٣]
حيث تصل سرعته إلى الصفر وبارتفاع عالي، وأثناء حركة البندول تتمثل الطاقة فيه بالتنقل والحركة بين نوعي الطاقة ومع إهمال كل من قوى الإحتكاك وقوى مقاومة الهواء تكون الطاقة الميكانيكية فيه مستقرة ولا تتغير.[٣]
المراجع
- ^ أ ب ت ث ج "when mechanical energy is lost due to friction, it becomes _____ energy.", lisbd.net, 2/1/2022, Retrieved 8/2/2022.
- ^ أ ب ت ث "Air resistance and rolling resistance losses", University of Chicago, Retrieved 8/2/2022.
- ^ أ ب ت ث The Editors of Encyclopaedia Britannica (16/11/2021), "mechanical energy", britannica, Retrieved 8/2/2022.
