الفصل الخامس : قانون بقاء الطاقة

أبـو مـريـم · #1 27-03-2011, 11:07 AM

أهم التعريفات:
(1) الشغل : هو حاصل الضرب القياسى لمتجهى القوة والإزاحة .
(2) الجول : هو الشغل الذي تبذله قوة مقدارها 1 نيوتن لتحرك جسما مسافة مقدارها 1 متر فى اتجاه القوة .
(3) الطاقة : هى إمكانية عمل شغل .
(4) قانون بقاء الطاقة : الطاقة لا تفنى و لا تستحدث من العدم و إنما تتحول من صورة إلى أخرى .
(5) الطاقة الميكانيكية : هى الطاقة التى تصاحب حركة الأجسام وهى مجموع طاقتى الوضع والحركة .
(6) طاقة الوضع : هى الطاقة التى يختزنها الجسم بسبب موضعه .
(7)طاقة الحركة : هى مقدار الشغل المبذول لتحريك جسم .

أبـو مـريـم · #2 27-03-2011, 11:08 AM

أهم التعليلات:

(1) الشغل كمية قياسية ؟
ج : لأنه ناتج حاصل ضرب كميتين متجهتين هما القوة و الإزاحة .
(2) إذا تحرك جسم فى اتجاه عمودى على اتجاه القوة فإن هذه القوة لا تبذل شغلاً ؟
ج : W = F d Cos θ
وفى هذه الحالة تكون : = 90θ
Cos 90 = 0
W = 0
(3) إذا تحرك جسم فى اتجاه القوة المؤثرة يكون الشغل المبذول أكبر ما يمكن ؟
ج : W = F d Cos θ
وفى هذه الحالة تكون : = 0θ
Cos 0 = 1
W = F d
(4) القوة الجاذبة المركزية لا تبذل شغلاً ؟
ج : لأنها تكون عمودية دائما ًعلى اتجاه الحركة .
(5) إذا أثر شخص بقوة على جسم ولم يحركه يكون الشغل المبذول = صفر ؟
ج : لأن : = 0 d وبالتالى W = 0 .
(6) لا يستهلك القمر الصناعى وقو أثناء دورانه حول الأرض فى مسار دائرى ؟
ج : لأن القوة الجاذبة المركزية تكون عمودية دائماً على اتجاه الحركة فلا تبذل شغلاً .
(7) طاقة وضع الماء أعلى الساقية أكبر من طاقة وضعه فى القاع ؟
ج : لأن ارتفاع الماء عند القاع صفر فتكون طاقة وضعه صفر .
(8) عندما يسقط جسم سقوطاً حراً تزداد طاقة حركته ؟
ج : لأن النقص فى طاقة الوضع يتحول إلى زيادة فى طاقة الحركة .
(9) أحيانا يكون الشغل المبذول سالب القيمة ؟
ج : لأنه إذا كان تأثير القوة ضد حركة الجسم فإن : =180θ
Cos 180 = -1
W = - Fd j

أبـو مـريـم · #3 27-03-2011, 11:09 AM

ما معنى قولنا أن:
(1) الشغل المبذول لتحريك جسم 25 J؟
ج : أى أنه إذا أثرت قوة مقدارها 25 Nعلى الجسم فإنه يتحرك مسافة مقدارها 1 m .
(2) الطاقة الميكانيكية لجسم 150 J؟
ج : أى أن مجموع طاقتى الوضع والحركة للجسم = 150 N.
(3) طاقة الوضع لجسم 4 J؟
ج : أى أن الطاقة التى يختزنها الجسم بسبب موضعه = 4 N.
(4) طاقة الحركة لجسم 100 J؟
ج : أى أن الطاقة التى يكتسبها الجسم بسبب حركته = 100 N.

أبـو مـريـم · #4 27-03-2011, 11:10 AM

ما العوامل التى يتوقف عليها :

(1) الشغل المبذول :

(1) القوة المؤثرة (F) . (2) الإزاحة (d) . (3) الزاوية بين القوة والإزاحة (θ) .

(2) طاقة الوضع :

(1) كتلة الجسم (m) . (2) عجلة الجاذبية (g) . (3) الإزاحة (d) .

(3) طاقة الحركة :

(1) كتلة الجسم (m) . (2) مربع السرعة (V2) .

أبـو مـريـم · #5 27-03-2011, 11:11 AM

اختبر نفسك

(1) أكمل العبارات الآتية :
1– الشغل كمية ................... ووحدة قياسه ......................
2 – الطاقة الميكانيكية لجسم = ........................................
3 – تتوقف طاقة الحركة لجسم على كل من ........................ و .......................
4 – طاقة الوضع لجسم على سطح الأرض ............ طاقة الوضع لنفس الجسم على ارتفاع 10 m من سطح الأرض .
************************************************** ************************
(2) ضـع علامـة(P ) أو عـلامـة(û )أمام ما يأتى:
1 – الشغل كمية متجهة .
2 – تحسب طاقة الحركة لجسم من العلاقة mV2 .
3 – تتناسب طاقة حركة جسم تناسباً عكسياً مع كتلة الجسم ومربع سرعته .
4 – يتوقف الشغل المبذول على القوة المؤثرة فقط .
************************************************** ************************
(3) اختر الإجابة الصحيحة من بين الأقواس :
1– ينعدم الشغل الميكانيكى إذا كان مسار الجسم ( مستقيماً – دائرياً – قطع مكافئ )

2 – إذا زادت سرعة جسم إلى الضعف وقلت كتلته إلى الربع فإن طاقة حركته

( تقل للنصف – تظل ثابتة – تقل للربع – تتضاعف )

3 – إذا سقط جسم سقوطاً حراً فإن طاقته الميكانيكية ( تزداد – تقل – تظل ثابتة )

4 – عندما يقذف جسم لأعلى فإن طاقة حركته ( تزداد – تقل – لا تتغير )

5 – جسم كتلته 2 Kg فإذا كانت طاقة حركته 64 J فإن سرعته .......... m/S ( 32 – 16 – 8 )

6 – الجول وحدة قياس ............... ( القدرة – الدفع – الشغل )

************************************************** ************************

المسائل

اعتبر : g = 9.8 m/S2

(1) جسم كتلته 1kg يسقط من ارتفاع 5m ما هى السرعة التى يصل بها إلى سطح الأرض .

(2) احسب الشغل الذى يبذله عامل بناء ضد الجاذبية الأرضية ليصعد على سقالة طولها 75 m إلى الدور الثالث

على ارتفاع 10 m إذا علمت أن كتلته 70 kg وما هو التغير فى طاقة وضع العامل ؟

(3) جسم كتلته 8 kg قذف رأسيا لأعلي بسرعة 20m/S فما أقصى ارتفاع يصل إليه الجسم وما طاقة وضعه

عندما تكون طاقة حركته مساوية للصفر .

(4) جسم علي ارتفاع X من سطح الأرض وطاقة وضعه =300 J هبط لمسافة = ارتفاعه عن سطح الأرض

احسب طاقة حركته عند هذا الموضع .

(5) سقط جسم كتلته 1kg من ارتفاع 40 m احسب طاقة حركته عندما يكون على ارتفاع10 m من سطح الأرض

(6) شخص يهذب حديقة باستخدام آلة يؤثر علي يد الآلة التي تميل علي الأرض بزاوية 60 درجة بقوة تساوى 20 N

احسب الشغل المبذول في تهذيب شريط من الحديقة طوله 350 cm .

(7) إذا كانت طاقة الحركة لجسم متحرك 24 J وكمية تحركه 12 kg m / S فكم تكون سرعة هذا الجسم

(8) طلقة بندقية كتلتها 10gm وسرعتها 600m / S اعترضها لوح من الخشب سمكه8cm فإذا كانت سرعة

الطلقة عند خروجها من لوح الخشب 400 m / S احسب التغير فى طاقة الحركة للطلقة والشغل المبذول أثناء

اختراق الطلقة للوح .

************************************************** ************************