صحيفة السوسنة الأردنية

السوسنة- طاقة الوضع هي نوع من الطاقة التي تُختزن داخل جسم نتيجة موقعه أو حالته. تتعلق طاقة الوضع بالقدرة على أداء عمل نتيجة لتأثير الجاذبية أو التوتر في النابض. يعتمد حساب طاقة الوضع على عدة عوامل، مثل كتلة الجسم وارتفاعه، كما يظهر بشكل واضح في العديد من التطبيقات اليومية مثل رفع الأجسام وسحب الأسهم وغيرها.

قانون طاقة الوضع
عند رفع كتلة ما بمقدار مسافة معينة من الأرض، فإن القانون الذي يتم من خلاله حساب طاقة الوضع لهذا الجسم هو:
طاقة الوضع = الكتلة × ارتفاع الجسم × تسارع الجاذبية الأرضية.

وبالرموز:
ط و = ك × ع × ت

حيث تشير الرموز إلى ما يأتي:
ط و: طاقة الوضع (تُقاس بوحدة الجول).
ك: كتلة الجسم (تُقاس بوحدة الكيلوغرام - كغ).
ع: ارتفاع الجسم (يُقاس بوحدة المتر - م).
ت: تسارع الجاذبية (يُقاس بوحدة م/ث²).

أما بالنسبة للنابض، فإن القوة المؤثرة فيه تُحسب باستخدام قانون هوك، إذ إن القوة تتناسب طرديًا مع مقدار الضغط والتمدد للنابض، والقانون هو:
القوة = ثابت النابض × مقدار الضغط أو التمدد.

وبالرموز:
ق = ض × س

حيث تشير الرموز إلى الآتي:
ق: طاقة وضع النابض.
ض: ثابت النابض.
س: مقدار التمدد أو الاستطالة.

عوامل تؤثر في طاقة الوضع
من خلال قانون حساب طاقة الوضع، يمكن استنتاج العوامل المؤثرة التي تحدد طاقة وضع الجسم، وهي كما يأتي:
1. كتلة الجسم: كلما زادت كتلة الجسم، زادت الطاقة الكامنة للجسم، أي أن العلاقة بينهما طردية.
2. ارتفاع الجسم: يؤثر ارتفاع الجسم عن سطح الأرض في طاقة الوضع، فكلما زاد ارتفاع الجسم، زادت طاقة الوضع له.

أمثلة من حياتنا اليومية على طاقة الوضع
1. كرة ساكنة فوق طاولة: تُسمى طاقة الوضع في هذه الحالة طاقة الوضع بفعل الجاذبية، وذلك لأن الطاقة التي تمتلكها تعود إلى موقعها العامودي.
2. سحب السهم في القوس: تُدعى طاقة الوضع في هذه الحالة طاقة وضع مرنة، وهي الطاقة التي يكتسبها نتيجة تمدده وانضغاطه.
3. الروابط الكيميائية: تحتوي الذرات على طاقة وضع يعبّر عنها إلكترونيًا بالجهد الكهربائي.

أشكال طاقة الوضع
1. طاقة الوضع الكيميائية: يتم تخزين طاقة الوضع في الروابط الكيميائية، وتحرر الطاقة عبر التفاعلات الكيميائية.
2. طاقة الوضع الفيزيائية: يتم تخزين طاقة الوضع في طاقة الجاذبية أو في الوضع المرن.
3. طاقة الوضع الكهربائية: تخزن البطاريات الطاقة الكهربائية والكيميائية.

مسائل حسابية على طاقة الوضع
1. إذا كانت طاقة الوضع مجهولة:
جسم كتلته 60 كغ وارتفاعه 20 م.
طاقة الوضع = 60 × 20 × 9.8 = 11760 جول.

2. إذا كان ارتفاع الجسم مجهولًا:
جسم كتلته 40 كغ وطاقة وضعه 2160 جول.
2160 = 40 × 9.8 × الارتفاع.
الارتفاع = 5.5 م.

3. إذا كانت كتلة الجسم مجهولة:
طاقة وضع الجسم 4500 جول وارتفاعه 15 م.
4500 = الكتلة × 15 × 9.8.
الكتلة = 30.6 كغ.

4. إذا كانت القوة المؤثرة على النابض مجهولة:
طول النابض تغير بمقدار 6 سم، وثابت النابض يساوي 720.
القوة = 720 × 6 = 4320 نيوتن.

5. إذا كان مقدار تمدد النابض مجهولًا:
قوة 5400 نيوتن، وثابت النابض 640.
الإزاحة = 5400 / 640 = 8.4 م.

اقرأ المزيد عن:

• الطاقة: دعم تركيب الأنظمة الشمسية للمنازل منحة
• ما لا تعرفه عن طاقة الرياح
• أهمية الطاقة الشمسية
• دراسة تكشف عن خلل في إنتاج الطاقة لدى مرضى الباركنسون
• بنيامين نتنياهو: المهندس، والمظلة، و"طاقة الدفع"؟
• وزير الطاقة يتابع الإنجازات المُتحققة بالقطاع