فيزياء الطاقة: مفهوم الشغل، طاقة الوضع، طاقة الحركة، وقانون حفظ الطاقة الميكانيكية

مرحباً بكم في الوحدة الثانية لمادة العلوم للصف الأول الإعدادي، حيث نغوص في أحد أعمق المفاهيم الفيزيائية التي تدير الكون: «الطاقة». تُعرَّف الطاقة علمياً بأنها «القدرة على بذل شغل أو إحداث تغيير»، وتقاس بوحدة «الجول». فالشغل الفيزيائي لا يتحقق إلا عندما تؤثر قوة محصلة على جسم فتحركه إزاحة معينة في اتجاهها: (الشغل = القوة × الإزاحة). وتتعدد صور الطاقة في الطبيعة؛ ومن أبرزها «طاقة الوضع» وهي الطاقة المخزونة بالجسم نتيجة الشغل المبذول عليه، وتعتمد طردياً على وزنه وارتفاعه عن سطح الأرض: (طاقة الوضع = الوزن × الارتفاع، حيث الوزن = الكتلة × عجلة الجاذبية). وفي المقابل نجد «طاقة الحركة» وهي الشغل المبذول أثناء حركة الجسم، وتتناسب طردياً مع كتلته ومربع سرعته: (طاقة الحركة = 1/2 الكتلة × مربع السرعة). ومجموع طاقتي الوضع والحركة يمثل «الطاقة الميكانيكية»، وتظل ثابتة المقدار في مسار حركة الأجسام كالبندول البسيط بفعل التبادل المستمر بينهما.