نسير هنا ، نسير هناك ، نسير في كل مكان. ربما تتجه إلى العمل أو الغداء في مدينة مزدحمة. أنت تنفق الطاقة ، والتمرين مفيد لك. ولكن ماذا لو ، علاوة على ذلك ، يمكننا استعادة كل ما قدمه الطاقة بحرية وتحويلها إلى كهرباء قابلة للاستخدام؟
هذا شيء حقيقي. تم تثبيت الأنظمة في العشرات من البلدان. تحقق من هذا الفيديو. ولماذا تتوقف عند هذا الحد؟ يمكنك وضعها في ديسكوثيات وتسخير هذا العمل الذي يتوهم لتشغيل الأضواء القوية. أو بناءها في شبكات hopcotch ملعب. عندما تبدأ في التفكير في الأمر ، فإن الاحتمالات لا حصر لها.
لكن كيف يعمل؟ وكم الطاقة التي يمكن أن تولدها؟ من الواضح أن شخصًا واحدًا لن يحدث فرقًا كبيرًا ، ولكن يحول الأرصفة المتعصبة في نيويورك وقد يكون لديك شيء ما. هل يمكن أن نضع هذا في جميع أنحاء العالم والتوقف عن استخدام الوقود الأحفوري؟ دعونا نكتشف!
اتبع الكرة المرتدة
أولاً نحتاج إلى نموذج للإنسان المشي. لا عرق ، أليس كذلك؟ من السهل جدًا أن يفعل المشي طفلًا واحدًا. حسنًا ، في الواقع ، فإن الحركة الثنائية المعقدة معقدة بشكل فظيع من منظور الفيزياء. على محمل الجد ، إذا كان عليك أن تتعلم المشي من نموذج الفيزياء ، فستظل في عربة. لذلك دعونا نبدأ بشيء أبسط: كرة كذبة.
صدق أو لا تصدق ، هذا تشبيه جيد. يمكننا أن نرى على الفور أن هناك ثلاثة أنواع من الطاقة المعنية: الطاقة الحركية ، والطاقة المحتملة للجاذبية ، وطاقة الربيع الكامنة.
الطاقة الحركية يتعلق بحركة كائن ما – كلما يتحرك بشكل أسرع ، كلما كانت الطاقة الحركية أكثر. إذا أخذت كرة وأسقطتها ، فسوف تتسارع إلى أسفل ، مما يعني أن طاقتها الحركية تتزايد. ولكن من أين أتت هذه الطاقة الإضافية؟
الإجابة: تم تخزينه في مجال الجاذبية. هذا هو طاقة الجاذبية الكامنة. يعتمد المبلغ على قوة الحقل (ز = 9.8 Newtons لكل كيلوغرام على الأرض) ، وكتلة الكائن ، ومدى ارتفاعها فوق الأرض. مع انخفاض الكرة ، تنخفض طاقة الجاذبية الكامنة وتزيد الطاقة الحركية.
هناك يمكنك رؤية شيء قوي للغاية. نسميها الحفاظ على الطاقة. هذا يقول أنه إذا كان لدينا نظام بدون مدخلات أو مخرجات طاقة – ما يسمى النظام المغلق – يمكن أن تغير الطاقة ، لكن إجمالي كمية الطاقة لا تزال ثابتة.
أخيرًا ، لدينا طاقة الربيع المحتملة. هذه هي الطاقة المخزنة في كائن مرن عندما يتم ضغطها. عندما تضرب الكرة الأرض ، فإنها تتشوه وتتوقف. إذا كان لديك كاميرا عالية السرعة ، فسترى أنها تتسطح لمدة ثانية حيث يتم تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة الربيع.
ثم تعود الكرة لاستعادة شكلها. يتم تحويل طاقة الربيع المحتملة إلى الطاقة الحركية في الاتجاه المعاكس وترامبولين الكرة للأعلى. هذا ما يبدو عليه:
