الفرق بين طاقة الوضع وطاقة الحركة
يتجلى الفرق بين الطاقة الحركيّة وطاقة الوضع في إمكانية تحول كل منهما إلى الأخرى ضمن نظام معين. على سبيل المثال، في حالة سقوط صخرة من حافة معينة، تبدأ طاقة الوضع بالتدريج في التحول إلى طاقة حركيّة عند الارتفاع. بالرغم من أن الطاقة الحركيّة يمكن أن تتحول أيضًا إلى طاقة وضع والعكس صحيح، إلا أن إجمالي طاقة الوضع والطاقة الحركيّة معًا يمثل الطاقة الميكانيكيّة، والتي تظل قيمتها ثابتة في أنظمة الجاذبية.
الطاقة الحركية
يمكن تعريف الطاقة الحركية (Kinetic energy) على أنها الطاقة التي يمتلكها الجسم عندما يكون في حالة حركة، ويتم التعبير عنها بالرمز (K). ومن العوامل التي تؤثر في قيمة هذه الطاقة لأي جسم ما يلي:
- كتلة الجسم المتحرك، والتي تُعبّر عنها بالرمز (m).
- سرعة الجسم، التي تُرمز بالرمز (v).
ملحوظة: يمكن حساب قيمة الطاقة الحركيّة للأجسام المتحركة وفقًا للمعادلة التالية: (K = 0.5 mv²). كما تتحول الطاقة الحركية إلى أشكال أخرى من الطاقة، مثل الطاقة الحرارية، والصوت، والضوء.
طاقة الوضع
تُعرَّف طاقة الوضع (Potential energy) أو الطاقة الكامنة على أنها الطاقة المرتبطة بالموقع النسبى للجسم ضمن نظام معين. فعلى سبيل المثال، عندما توجد كرة على ارتفاع معين، تكون لديها طاقة وضع كبيرة، وعند سقوطها نحو سطح الأرض، تزداد الطاقة الحركية وتنخفض طاقة الوضع. وبالتالي، فإن طاقة الوضع تُعتبر سمة للنظام الكلي بدلاً من كونها مسألة تتعلق بجسم واحد بشكل منفرد، كما هو الحال في النظام المكون من الكرة والأرض. من أمثلة طاقة الوضع: الطاقة الكامنة الكهربائيّة، والطاقة الكامنة الكيميائيّة، والطاقة الكامنة النوويّة. كما يمكن تحويل الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية، وبالتالي إلى طاقة كهربائية، كما يحدث عند تدفق الماء من السدود الذي يُشغل التوربينات هناك، مما يُحوّل الطاقة الكامنة في المياه إلى طاقة حركية إضافة إلى بعض الطاقة الحرارية الناتجة عن الاحتكاك.