الطاقة الحركية في السيارة و علاقتها مع السرعة

الطاقة الحركية في السيارة و في أي جسم آخر هو موضوع فيزيائي لكن من المهم كسائق أن تتطلع عليه حتى تتعرف أكثر على خواص مركبتك، وهي أيضاً مهمة بالنسبة لك إذا كنت تريد التقديم على رخصة السياقة في السويد لأن لهذا المفهوم علاقة مع مسافة التوقف و الفرملة و رد الفعل التي شرحناها في مقال مسافة التوقف stoppsträckan و التي يتكرر عليها أسئلة بصيغ متنوعة في فحص السياقة النظري أو التيوري.

مبادئ الطاقة الحركية في السيارة

ما يهمنا في هذه المقالة هو معرفة أن الطاقة الحركية في السيارة تكون 0 عندما تكون متوقفة، و أن هذه الطاقة تزداد بازدياد سرعة السيارة و تنقص بنقصانها.

علاقة الطاقة الحركية في السيارة مع السرعة

كما ذكرنا كثيراً فإن الطاقة الحركية لأي جسم بما فيه السيارة تزيد بازدياد السرعة و تنقص بنقصانها ولكن هذا التناسب يكون بشكل أسي، رياضياً هذا يعني أنه إذا زادت السرعة مرتين فإن الطاقة الحركية تزداد بمقدار مربع هذين المرتين أي بمقدار أربع مرات، و بنفس الطريقة إذا نقصت السرعة بمقدار ثلاث أضعاف فإن الطاقة الحركية في السيارة تنقص بمقدار مربع الثلاثة و هي تسعة، أي تصبح الطاقة الحركية في السرعة الحالية أقل بنسبة تسع مرات عنها في السرعة القديمة.

بالنسبة لمحبي الرياضيات فإن صورة التابع الأسي التي تبين ازدياد الطاقة الحركية بالتناسب مع مربع السرعة :

أمثلة عددية

حتى تتوضح العلاقة بين الطاقة الحركية و السرعة أليك هذه الأمثلة :

• إذا كنت تسير بسرعة 30 كيلومتر في الساعة ثم غيرت هذه السرعة إلى 60 كيلومتر في الساعة، فإن الطاقة الحركية في هذه الحالة تزيد بمقدار أربع مرات لأن السرعة زادت بمقدار مرتين.
• إذا كنت تسير بسرعة 80 كيلومتر في الساعة ثم غيرت هذه السرعة إلى 40 كيلومتر في الساعة، فإن الطاقة الحركية في هذه الحالة تقل بمقدار أربع مرات لأن السرعة نقصت بمقدار مرتين و بالتالي أصبحت الطاقة الحركية في السيارة عند السرعة 40 هي ربع الطاقة الحركية عند السرعة 80 كيلومتر في الساعة.
• و بنفس الطريقة إذا كانت سرعتك 30 كيلومتر بالساعة و قمت بزيادة السرعة إلى 90 كيلومتر في الساعة فإن الطاقة الحركية تزيد بمقدار تسع أضعاف و هو مربع الرقم 3 الذي زادت بمقداره السرعة.

علاقة الطاقة الحركية في السيارة مع مسافة الفرملة

الجزء المهم في هذه المقالة هو علاقة الطاقة الحركية في السيارة مع مسافة التوقف و بالتحديد مسافة الفرملة، هذه العلاقة يمكن استنتاجها من تعريف أن الجسم الساكن طاقته الحركية 0، أي أن مسافة الفرملة يمكن تعريفها أيضاً بأنها المسافة التي تقطعها السيارة حتى تصبح طاقتها الحركية 0.

عند الضغط على الفرامل فإن المحرك يتوقف عن دفع السيارة إلى الأمام و لكن ما يبقى يدفعها هو طاقتها الحركية التي كانت تملكها عند السرعة التي حصلت عندها الفرملة، لذلك فإن مسافة الفرملة و بالتالي مسافة التوقف عند السرعات الكبيرة هي أطول من السرعات الصغيرة.
و اعتماداً على على ذلك فإن التغيير في الطاقة الحركية يؤثر بشكل متناسب مع التغيير في مسافة الفرملة، بمعنى آخر تزيد مسافة الفرملة أو تقل بنفس المقدار الذي تزيد به الطاقة الحركية أو تقل.

أمثلة عددية

سوف نأخذ نفس الأمثلة الماضية حتى تستطيع الربط بين المفهومين :

• إذا كنت تسير بسرعة 30 كيلومتر في الساعة ثم غيرت هذه السرعة إلى 60 كيلومتر في الساعة، فإن مسافة الفرملة في هذه الحالة تزيد بمقدار أربع مرات لأن السرعة زادت بمقدار مرتين.
• إذا كنت تسير بسرعة 80 كيلومتر في الساعة ثم غيرت هذه السرعة إلى 40 كيلومتر في الساعة، فإن مسافة الفرملةفي هذه الحالة تقل بمقدار أربع مرات لأن السرعة نقصت بمقدار مرتين.
• على فرض أن مسافة الفرملة عند السرعة 30 كيلومتر في الساعة هي 6 أمتار، عند زيادة السرعة إلى 90 كيلومتر بالساعة فإن مسافة الفرملة تتضاعف بمقدار تسع مرات أي أنها تصبح 6 ضرب 9 يكون الناتج 54 متر.
• مسافة الفرملة عند السرعة 80 كيلومتر في الساعة تساوي تقريباً 40 متر و بالتالي فإذا قمت بتخفيف السرعة إلى 40 كيلومتر في الساعة أي بمقدار بمقدار أقل بمرتين أي أن مسافة الفرملة تصبح أقل بأربع مرات و هي 10 أمتار.

يمكنك متابعة هذا الفيديو من قناة تعليم السياقة في السويد عن العلاقة بين الطاقة الحركية و السرعة و مسافة الفرملة

 

 

ملاحظات حول الطاقة الحركية في السيارة

• الأسئلة حول الطاقة الحركية و مسافة الفرملة متكررة جداً و بعدة صيغ في الامتحان النظري من الممكن أن تكون مختلفة جداً عما تعودت عليه، لذلك فإنه يكفي أن تفهم الفكرة حتى تستطيع الإجابة على أي سؤال مهما كانت صيغته.
• عليك الانتباه دائماً أننا نذكر مسافة الفرملة و ليست مسافة التوقف، بالطبع الطاقة الحركية تؤثر أيضاً على مسافة التوقف و لكن بشكل غير مباشر لأنها تؤثر على جزء منها وهو مسافة الفرملة و لكن ليس لها أي تأثير على مسافة رد الفعل.
• عندما تسير في السيارة أو في أي شيء متحرك كل الأشياء التي تراها ثابتة مثل قلم في السيارة أو غرض معين له طاقة حركية أيضاً بسبب السرعة، لذلك فإن هذه الأشياء حتى لو كانت صغيرة تكون مؤذية جداً عند الفرملة في حال لم تكن مثبتة بشكل جيد، و هذا الأمر ينطبق أيضاً عليك و على الركاب في سيارتك، لذلك فإن الوظيفة الأساسية لحزام الأمان هي الحماية من هذه الحالات، لذاك يتوجب عليك استخدامه، ليس للحماية من مخالفات الشرطة فقط بل من أجل سلامتك الشخصية.
• بالنسبة لمحبي و مختصي الفيزياء و الرياضيات فإننا نعتذر عن أي أخطاء علمية واردة في هذه المقالة 🙂 .

حاولنا بشكل كبير أن نقدم هذه المقالة بطريقة مبسطة و سهلة تجعل مفهوم الطاقة الحركية و علاقتها مع سرعة السيارة و مع مسافات التوقف و الفرملة سهل الفهم بحيث تصبح على دراية أكبر بعربتك كسائق و أيضاً تكون قادراً على الإجابة على أي سؤال متعلق بهذا الموضوع في أثناء تقديمك لفحص السياقة النظري من أجل نيل رخصة السياقة في السويد، و نحن ننصحك بقراءة مقالات الفحص النظري في السويد و رخصة السياقة في السويد حتى تطلع أكثر على طبيعة الأسئلة التي يمكن أن تصادفها.

في حال وجود أي استفسار أو تعليق حول المعلومات الواردة في هذه المقالة نرجو أن تتواصل معنا على قنواتنا الرسمية من هذه الروابط كما يمكن أيضاً قراءة أهم المعلومات عن تعليم السياقة في السويد في مقالات موقعنا :

صفحة تعليم السياقة في السويد
Facebook.com/SwedNuKorning

مجموعة تعليم السياقة في السويد
Facebook.com/groups/SwedNuKorkort

قناة تعليم السياقة في السويد على اليوتيوب
Youtube.com/channel/UCr5WqAtg777Yn2dZsroa4FQ