انرژی مکانیکی: انرژی‌ای که جسم در اثر حرکت یا موقعیت دارد.

انرژی مکانیکی: نیروی پنهان در حرکت و موقعیت

انرژی مکانیکی از چه چیزهایی درست شده است؟

انرژی مکانیکی در واقع مجموع دو انرژی مهم دیگر است. تصور کنید یک توپ در دست شماست. همین که توپ در دست شماست و بالا نگه داشته شده، یک نوع انرژی دارد. وقتی آن را رها می‌کنید و توپ به سمت زمین می‌افتد، نوع دیگری از انرژی را نشان می‌دهد. انرژی مکانیکی از جمع این دو انرژی به دست می‌آید.

چگونه انرژی از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود؟

یکی از جالب‌ترین چیزها در مورد انرژی مکانیکی این است که این دو انرژی می‌توانند به یکدیگر تبدیل شوند. بهترین مثال برای این تبدیل، حرکت یک آونگ ساده است. وقتی آونگ را به یک سمت می‌کشید و نگه می‌دارید، در بالاترین نقطه، بیشترین انرژی پتانسیل و کمترین انرژی جنبشی (صفر) را دارد. وقتی آن را رها می‌کنید، در حالی که به پایین‌ترین نقطه نوسان می‌رسد، ارتفاعش کم می‌شود، پس انرژی پتانسیل آن کاهش یافته و در عوض سرعتش زیاد می‌شود، یعنی انرژی جنبشی آن افزایش می‌یابد. در پایین‌ترین نقطه، انرژی پتانسیل به کمترین مقدار و انرژی جنبشی به بیشترین مقدار خود می‌رسد. این تبدیل انرژی به طور مداوم در حال تکرار است.

انرژی مکانیکی در بازی و ورزش چگونه دیده می‌شود؟

وقتی شما روی ترامپولین (تشک بادی پرش) بازی می‌کنید، یک نمایش زنده از تبدیل انرژی مکانیکی را اجرا می‌کنید. وقتی در بالا ترین نقطه پرواز هستید، برای یک لحظه سرعت شما صفر است، پس انرژی جنبشی شما کمینه است، اما ارتفاع زیادی دارید، بنابراین انرژی پتانسیل شما بیشینه است. درست در لحظه‌ای که به روی ترامپولین برخورد می‌کنید، ارتفاع شما کم است (انرژی پتانسیل کم) اما سرعت شما زیاد است (انرژی جنبشی زیاد). این چرخهٔ جادویی در هر پرش تکرار می‌شود.

مثال دیگر، پرتاب یک توپ بسکتبال به سمت حلقه است. وقتی توپ را در دست گرفته و برای پرتاب آماده می‌شوید، در توپ انرژی پتانسیل ذخیره کرده‌اید. وقتی توپ را پرتاب می‌کنید، این انرژی پتانسیل به تدریج به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود تا توپ به سمت حلقه پرواز کند.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

^۱ انرژی جنبشی (Kinetic Energy): انرژی‌ای که یک جسم به دلیل حرکتش دارد.

^۲ انرژی پتانسیل (Potential Energy): انرژی ذخیره شده در یک جسم به دلیل موقعیت یا حالت آن.

^۳ انرژی پتانسیل گرانشی (Gravitational Potential Energy): انرژی ذخیره شده در یک جسم به دلیل ارتفاع آن از یک سطح مرجع (مانند سطح زمین).

^۴ انرژی پتانسیل کشسانی (Elastic Potential Energy): انرژی ذخیره شده در یک جسم کشسان (مانند فنر یا کش) وقتی که کشیده یا فشرده می‌شود.

^۵ اصطکاک (Friction): نیرویی که در مقابل حرکت دو سطح در تماس با یکدیگر مقاومت می‌کند.

^۶ پایستگی انرژی (Conservation of Energy): قانونی در فیزیک که می‌گوید انرژی کل در یک سیستم بسته ثابت می‌ماند؛ انرژی نمی‌تواند خلق یا نابود شود، فقط از شکلی به شکل دیگر تبدیل می‌شود.