مِحسبةطريقة الاستخدام
الطاقة الحركية في الميكانيكا الكلاسيكية تساوي نصف الكتلة مضروبة في مربع مقدار السرعة. يمكنك حل المعادلة لأي متغير مع تحويل الوحدات إلى النظام الدولي داخليًا.
- اختر المتغير المطلوب: الطاقة أو الكتلة أو السرعة.
- أدخل القيم المعروفة واختر وحداتها.
- احسب لعرض النتيجة مع قيمة SI الأساسية.
طريقة الحساب
مثال عملي
مثال: سيارة كتلتها 1500 kg تسير بسرعة 72 km/h. نحول السرعة أولًا: 72÷3.6=20 m/s. ثم KE=½×1500×20²=300000 J=300 kJ. عند استخدام الكتلة بالكيلوجرام والسرعة بالمتر لكل ثانية تكون النتيجة بالجول؛ إدخال 72 مباشرة بوصفها m/s يعطي نتيجة مختلفة لأنها سرعة أعلى.
ملاحظات مهمة
هذه معادلة كلاسيكية وليست نسبية؛ عند سرعات قريبة من سرعة الضوء يلزم نموذج نسبي مختلف.
أمثلة عملية وقراءة النتائج
جسم كتلته 2 كجم وسرعته 3 م/ث له طاقة حركية 9 جول. عند مضاعفة السرعة إلى 6 م/ث مع ثبات الكتلة، تصبح الطاقة 36 جول لأن السرعة تدخل مربعة في المعادلة.
| الحالة | طريقة الحساب | النتيجة |
|---|---|---|
| الطاقة عند 3 م/ث | 0.5 × 2 × 3² | 9 J |
| الطاقة عند 6 م/ث | 0.5 × 2 × 6² | 36 J |
كيف تتحقق من النتيجة؟
أدخل الكتلة بالكيلوجرام والسرعة بالمتر في الثانية، أو اختر الوحدات المقابلة إن أتاحها النموذج. الطاقة لا تحمل اتجاه السرعة. هذه معادلة ميكانيكا كلاسيكية، وتحتاج تعديلًا عند سرعات قريبة من سرعة الضوء.
قانون الطاقة الحركية من الكتلة والسرعة
تساوي الطاقة الحركية الانتقالية نصف الكتلة مضروبًا في مربع السرعة. استخدم الكيلوغرام والمتر لكل ثانية للحصول على النتيجة بالجول.
- 2 كجم بسرعة 3 م/ث: 0.5 × 2 × 3² = 9 J
- 1000 كجم بسرعة 20 م/ث: 0.5 × 1000 × 20² = 200000 J
- الطاقة عند مضاعفة السرعة: (2v)² / v² = 4
ملاحظة مهمة
مضاعفة السرعة تزيد الطاقة الحركية أربع مرات عند ثبات الكتلة، وليس مرتين فقط.
حاسبات مرتبطة
أسئلة شائعة
هل تشمل النتيجة طاقة دوران العجلات؟
لا. المعادلة ½mv² تحسب طاقة الحركة الانتقالية للكتلة بالسرعة المحددة. للأجسام التي تدور أيضًا، تُحسب طاقة الدوران بصورة منفصلة باستخدام عزم القصور الذاتي والسرعة الزاوية.
هل السرعة السالبة تعطي طاقة سالبة؟
لا. الطاقة تعتمد على مقدار السرعة؛ هذه الحاسبة تطلب سرعة غير سالبة.
أيهما يؤثر أكثر: الكتلة أم السرعة؟
الطاقة الحركية تتناسب خطيًا مع الكتلة لكنها تتناسب مع مربع السرعة. لذلك مضاعفة الكتلة تضاعف الطاقة، بينما مضاعفة السرعة تجعلها أربعة أضعاف ضمن النموذج الكلاسيكي.