سلسلة أساسيات الفيزياء ( 2 )
#أساسيات_الفيزياء
الحلقة الثانية
————————–
بدأنا حديثنا في المقال السابق عن معادلة آينشتاين الشهيرة E=mc² حيث تعد أحد أهم معادلات #الفيزياء .
والآن نقوم بالحديث عن كل رمز من رموز المعادلة
1- E الطاقة:
كلمة “energy” في الواقع حديثة للغاية, إستخدامها المعاصر يعود تاريخه إلى حوالي منتصف القرن الـ 19م, عندما بدأ إدراك أن القوة التي تدفع العديد من العمليات المختلفة يمكن تفسيرها بواسطة مبدأ أن الطاقة يتم نقلها من نظام ما وشكل ما إلى أخر.
على سبيل المثال: القطارات في ذلك الوقت كانت تشتغل بالفحم, كان الفحم يُحرق تحت مِرجَل مملوء بالماء لإنتاج البخار, والذي بدوره يدفع المكابس المتصلة بعجلات القطار, العجلات تدور والقطار كان يتحرك. في هذا المثال بدأنا بطاقة كيميائية محبوسة “كامنة” في الفحم ، الطاقة الكيميائية تحولت إلى ” طاقة حرارية – thermal energy” عن طريق حرق الفحم وغليان الماء ، وأخيرا الطاقة الحرارية تحولت إلى “طاقة حركية” عن طريق البخار الذي يحرك المكابس لتقود العجلات
قطار بخار متحرك = طاقة كيميائية –> طاقة حرارية –> طاقة حركية
يوجد العديد من أشكال الطاقة الأخرى, مثل الكهربائية, الثقالية, #النووية, وطاقة التوتر “الإجهاد”
غير أن ومع إختلاف كل أنواع الطاقة هذه يبدو أنه يمكن قياسها كلها بنفس الطريقة وإعتبارها على أنها نفس الشيء . الوحدة التي نستخدمها لقياس الطاقة, من أي مصدر طاقة, هو الجول “J”.
هناك طريقتان بواسطتهما نستخدم هذه الوحدة في مصطلحاتنا اليومية هما:
1- المقدار الكلي للطاقة في #النظام:
كما ذُكِر أعلاه, أحد الأمثلة هي كتلة من الفحم والتي حين تحترق سوف تطلق عدد معين من وحدات جول “J” من الطاقة, غالبا على شكل حرارة وضوء.
و ربما المثال الأكثر شيوعا هو أنه يتطلب حوالي 1 جول لرفع تفاحة متر واحد عن الأرض.
2- الطاقة التي تستهلك بمرور الوقت:
معظم الأجهزة الكهربائية لديها إستهلاك الطاقة يُقدّر بالواط “W” . الواط هو معدل إستهلاك الطاقة لواحد جول في الثانية . إذن, إذا كان لديك مصباح كهربائي في غرفتك والمصنف عند 100 واط فهو يستخدم الطاقة بمعدل 100 جول كل ثانية.
وبالعودة إلى المثال الثاني في النقطة السابقة, رفع تفاحة بمتر واحد كل ثانية سيعني أن هنالك إنتاج للطاقة بـ 1 واط بالنسبة لمعظم البشر فسيكون هذا سهلا للغاية ويمكن الإستمرار في القيام به لفترة طويلة من الزمن, لكن لتتخيل الأن رفع 100 تفاحة كل ثانية بمعنى 100 واط, هذا بالنسبة للبشر هو إنتاج كمية ضخمة من الطاقة , لكنه ليس بالأمر الجلل بالنسبة للعديد من الأجهزة #الكهربائية, من الشائع على سبيل المثال, أن تكون غلاية كهربائية مصنفة عند 2000 واط, هذا عدد كبير من التفاح !
إذن,الملخص, الطاقة تأتي في العديد من الأشكال, ويمكن أن تُنقل من نظام ما إلى أخر. والوحدة الأساسية لقياس الطاقة هي الجول.
تابعونا في الحلقة القادمة لنتحدث عن الرمز الثاني في المعادلة ألا وهو الكتلة m .
