ماذا تفعل حاسبة الطاقة الحركية هذه؟
تحسب هذه الأداة الطاقة الحركية لأي جسم متحرك انطلاقًا من قيمتين بسيطتين: كتلته وسرعته. الطاقة الحركية هي الطاقة التي يمتلكها الجسم بسبب حركته — فكلما زادت سرعته وزادت كتلته، حمل طاقة أكبر. تعتمد الحاسبة على الوحدات الدولية (SI) في كل خطواتها، لذا تُدخل الكتلة بالكيلوجرام (كجم) والسرعة بالمتر في الثانية (م/ث)، فتأتيك النتيجة بالجول (J). صُمّمت لطلاب الفيزياء والعمل المخبري ومراجعة الواجبات، ولكل من يحتاج إجابة سريعة وموثوقة.
القيم التي تُدخلها
- الكتلة (كجم): كتلة الجسم بالكيلوجرام. قد يكون سيارة أو كرة أو رصاصة أو أي جسم متحرك.
- السرعة (م/ث): مدى سرعة حركة الجسم بالمتر في الثانية. إذا كانت لديك القيمة بالكيلومتر في الساعة، اقسمها على 3.6 أولًا لتحويلها إلى متر في الثانية.
شرح المعادلة
تطبّق الحاسبة معادلة الطاقة الحركية القياسية:
ط.ح = ½ × ك × ع²
حيث ك هي الكتلة بالكيلوجرام وع هي السرعة بالمتر في الثانية. لاحظ أن السرعة مرفوعة للتربيع، لذا تأثيرها أكبر بكثير من تأثير الكتلة — فمضاعفة السرعة تضاعف الطاقة أربع مرات. تُعرض النتيجة بالجول. وداخليًا، ترسم الأداة أيضًا شريط طاقة يمتلئ بصورة متناسبة ويصل إلى أقصى عرضه عند 1000 جول، مما يمنحك إحساسًا بصريًا سريعًا بمقدار الطاقة.
مثال محلول
لنفترض أن جسمًا كتلته 2 كجم يتحرك بسرعة 10 م/ث. بالتعويض في المعادلة:
- ط.ح = 0.5 × 2 × (10 × 10)
- ط.ح = 0.5 × 2 × 100
- ط.ح = 100 جول
والآن زِد السرعة إلى 20 م/ث مع الإبقاء على الكتلة كما هي: ط.ح = 0.5 × 2 × 400 = 400 جول. لم تتغير الكتلة، لكن الطاقة تضاعفت أربع مرات لأن السرعة مرفوعة للتربيع.
الأسئلة الشائعة
ما الوحدة التي تظهر بها النتيجة؟ تظهر النتيجة دائمًا بالجول (J)، وهي وحدة الطاقة في النظام الدولي، لأنك تُدخل الكتلة بالكيلوجرام والسرعة بالمتر في الثانية.
لماذا تؤثر السرعة أكثر من الكتلة؟ لأن السرعة مرفوعة للتربيع في المعادلة. فزيادة بسيطة في السرعة تنتج زيادة كبيرة في الطاقة الحركية، وهذا هو سبب ارتفاع طاقة التصادم ارتفاعًا حادًا مع زيادة سرعة المركبة.
هل يمكنني استخدامها لأي جسم؟ نعم — أي شيء له كتلة وحركة، من كرة مقذوفة إلى قطار متحرك. فقط حوّل قيمك إلى الكيلوجرام والمتر في الثانية أولًا.
