اثناء سقوط كره من ارتفاع ما تكتسب طاقة،الخيارات المتاحة : ثلاثة خيارات. مطلوب الإجابة الصحيحة خيار واحد. حركية كميائية ضوئيه الإجـابـة الصحيحة من بين الخيارات هي : حركية.
سقوط الأجسام من ارتفاع: اكتساب الطاقة
عندما يتم إسقاط جسم من ارتفاع ما، فإنه يشهد تغيرًا ملحوظًا في حركته ووضعه. هذا التغيير ناتج عن اكتساب الجسم للطاقة أثناء سقوطه. وفي هذه المقالة، سنستكشف بالتفصيل عملية اكتساب الطاقة هذه وكيف تؤثر على الجسم أثناء سقوطه.
الحركة الساقطة:
عندما يتم إسقاط جسم من ارتفاع معين، فإنه يبدأ في الحركة تحت تأثير قوة الجاذبية الأرضية. هذه القوة تسحب الجسم نحو مركز الأرض، وتتسبب في تسارعه نحو الأسفل.
الطاقة الكامنة:
قبل أن يُسقط الجسم، فإنه يمتلك طاقة كامنة، والتي هي طاقة مخزنة بسبب وضعه عند ارتفاع معين. ويمكن حساب الطاقة الكامنة لجسم كالتالي:
“`
PE = mgh
“`
حيث:
– PE هي الطاقة الكامنة (بالجول)
– m هي كتلة الجسم (بالكيلوجرام)
– g هي تسارع الجاذبية الأرضية (9.8 م/ث²)
– h هو ارتفاع الجسم (بالأمتار)
تحويل الطاقة:
بمجرد سقوط الجسم، تبدأ الطاقة الكامنة في التحول إلى طاقة حركية، والتي هي طاقة الحركة. وتزداد الطاقة الحركية للجسم كلما زادت سرعته.
سرعة السقوط:
سرعة سقوط الجسم تتناسب مع الجذر التربيعي لارتفاعه. وبعبارة أخرى، كلما زاد ارتفاع الجسم، زادت سرعة سقوطه. ويمكن حساب سرعة السقوط كالتالي:
“`
v = √(2gh)
“`
حيث:
– v هي سرعة سقوط الجسم (بالمتر في الثانية)
– g هي تسارع الجاذبية الأرضية (9.8 م/ث²)
– h هو ارتفاع الجسم (بالأمتار)
الاحتكاك:
عندما يسقط جسم في الهواء، فإنه يتعرض لقوة مقاومة تعرف بالاحتكاك. يعتمد الاحتكاك على شكل وحجم الجسم وكذلك كثافة الهواء. فكلما زاد حجم وخشونة الجسم، زاد الاحتكاك الذي سيواجهه.
كمية الحركة:
كمية الحركة هي مقياس لمدى صعوبة إيقاف جسم متحرك. ويحسب كمية الحركة للجسم كالتالي:
“`
p = mv
“`
حيث:
– p هي كمية الحركة (بالكيلوجرام متر في الثانية)
– m هي كتلة الجسم (بالكيلوجرام)
– v هي سرعة الجسم (بالمتر في الثانية)
تأثير ارتفاع السقوط:
كلما زاد ارتفاع الجسم الساقط، زادت الطاقة الكامنة الأولية لديه. ونتيجة لذلك، سيكتسب الجسم طاقة حركية أكبر أثناء سقوطه، مما يؤدي إلى زيادة سرعته وكمية حركته.
تأثير شكل الجسم:
يؤثر شكل الجسم على معدل سقوطه بسبب الاحتكاك. فالأجسام ذات الأسطح الكبيرة الملساء تواجه احتكاكًا أقل من الأجسام ذات الأسطح الصغيرة أو الخشنة. وبالتالي، فإن الأجسام ذات الأسطح الملساء ستسقط بشكل أسرع من الأجسام ذات الأسطح الخشنة.
تأثير كثافة الهواء:
تؤثر كثافة الهواء أيضًا على معدل سقوط الجسم. فكلما كانت كثافة الهواء أقل، قل الاحتكاك الذي يتعرض له الجسم. وبالتالي، فإن الأجسام ستسقط بشكل أسرع في الهواء الأقل كثافة مقارنةً بالهواء الأكثر كثافة.
سقوط الأجسام من ارتفاع هو عملية تتميز باكتساب الطاقة. حيث يتم تحويل الطاقة الكامنة للجسم إلى طاقة حركية أثناء سقوطه. ويعتمد معدل اكتساب الطاقة وسرعة السقوط على عوامل مثل ارتفاع الجسم وشكل الجسم وكثافة الهواء. وينطوي هذا الاكتساب للطاقة على آثار مهمة على سرعة الجسم وكمية حركته، مما يؤثر بدوره على تأثيره عند الاصطدام بسطح آخر.