ملخص طاقة الحركة والشغل فيزياء صف حادي عشر متقدم فصل ثاني

ملخص طاقة الحركة والشغل فيزياء صف حادي عشر متقدم فصل ثاني

[ طاقة الحركة والشغل ]

الطاقة أنواع الطاقة

• طبيعية الطاقة الشمسية
• صناعية الطاقة الكهربائية ، الطاقة النووية
• ميكانيكية وضع – حركة

تعرف الشغل :
هو العمل الذي تقوم به هوه لتحريك جسم في اتجاه تأثيرها
ناتج الضرب القياسي لمتجه القوه في متجه الإزاحة

قانون حساب الشغل : 

الزاوية ( θ  ) الزاوية بين اتجاه القوة واتجاه الإزاحة

بعض الملاحظات على الشغل :

1.  إذا كانت القوه متعامدة مع الجسم يكون الشغل مساويا ( صور )
2. إذا أثرت قوه على جسم ولم تحركه يكون الشغل مساويا ( صفر )
3. إذا حمل شخص جسم ما وتحرك به فإنه لا يبذل شغل وذلك لاختلاف تأثير الجاذبية عن حركة الشخص في
4. عند تحرك الجسم بسرعة ثابتة يكون الشغل مساويا ( صفر )
5. قد يكون الشغل سالب . مثل الناتج عن قوة الاحتكاك
6. إذا تأثر جسم بعدة قوى فإن الشغل الكلي يساوي المجموع الجبري للشغل الناتج عن كل قوه على حده
7. يمكن تحديد قيمة الشغل من الرسوم البيانية . ذلك بحساب المساحة أسفل المنحنى المرسوم للعلاقة بين القوة و الإزاحة

وحدات قياس الطائلة :

1.  الجول ويرمز لها بالرمز (J)
2. الإلكترون فولت
   
3. الكالوري ( السعر ) ويرمز لها بالرمز ( cal)
   1cal = 4186J
4.  الميجاطن ويرمز لها بالرمز ( Mt)
   1Mt = 4.18 x 10 15J

الشغل المبذول من قوة ثابتة :
عندما ينزلق جسم كما هو موضح في الشكل المجاور . فإنه ينزلق تحت تأثير المركبة الأفقية لقوة الجاذبية الأرضية ، التي يمكن حساب تسارعها ( العجلة ) من القانون التالي .

حيث

ملاحظة :

1.  عند رسم علاقة بيانية بين القوة والمسافة . فإنه المساحة المحصورة أسفل المنحنى تساوي مقدار الشغل
2. في حالة الأجسام المتحركة بعجلة مقدارها (a) فإن القوة يمكن إيجادها من قانون نيوتن الثاني
   𝐹𝑥( 𝑥 ) = 𝑚 𝑎

الشغل المبذول من قوة متغيرة :
بفرض أن القوة المؤثرة على جسم ما متغيره فان الشغل المبذول يمكن إيجاده من المعادلة الاتية

الشغل المبذول بواسطة قوة الزنبرك :
عند التأثير بقوه ما على الزنبرك فإن طوله قد يزداد إذا كانت القوه قوه شد . او ينقص طوله إذا كانت القوه قوه ضغط . يمكن حساب مقدار القوة المؤثرة على الزنبرك من القانون
التالي

وذلك من قانون هوك . كما يمكن حساب الشغل المبذول على الزنبرك

ملحوظة :
يكون الشغل المبذول على الزنبرك سالب إذا تأثر الزنبرك بقوة شد. كما يكون الشغل المبذول على الزنبرك موجب عندما يتأثر بقوة ضغط. ذلك لأنه في حالة الضغط تكون قيمة ( 8 ) أكبر من قيمة (X)

الطاقة 

الطاقة : هي المقدرة على بذل شغل .
لذا نلاحظ أن وحدات قياس الطاقة هي نفسها وحدات قياس الشغل ( الجول ) الذي يرمز له بالرمز (J)

أنواع الطاق

• طاقة وضع
  طاقة وضع تجاذبيه هي الطاقة التي يكتسبها بفضل وضعة بالنسبة لمستوى مرجعي
• طاقة وضع مرونية هي الطاقة التي يكتسبها جسم عند شدة أو ضغطه

أولا : طاقة الحركة :
هي الطاقة التي يكتسبها الجسم نتيجة لحركته

قانون حساب طاقة الحركة :

ثانيا : طاقة الوضع التجاذبيه :
هي الطاقة التي يكتسبها بفضل وضعة بالنسبة لمستوى مرجعي

قانون حساب طاقة الوضع التجاذبية والشغل :

ومن تعريف الطاقة يمكن التوصل إلى ان الشغل المبذول في رفع جسم يساوي
𝑊 = − 𝑚 𝑔 ℎ

نظرية الشغل – الطاقة :
الشغل المبذول على نظام ما يساوي التغير في طاقة النظام

حسابي الشغل في حالة استعمال البكرات :
يمكننا ملاحظة أن الصندوق المعلق في الحالة (b) قد ارتفع مسافة قدرها (r2) عن الوضع في الحالة (a) . ولكن قوة الشد ( T1 ) قد انخفضت مسافة مقدارها ( r1) حيث كما نلاحظ أن الصندوق يتأثر بقوه شد قدرها ( T2) . أي أن القوة المؤثرة . ولكن إذا لاحظنا الرسم بشكل جيد نجد أن الصندوق معلق في بكره متحركة . لذا يمكننا عمل علالقة بين قوة الشد الفعلية ( T1 و T2 ) كما درسنا في الفصل الدراسي الأول فإن .
ولإيجاد مقدار الشغل المبذول في رفع جسم بواسطة بكرة متحركة يستخدم القانون التالي في حالة حساب الشغل المبذول باستخدام القوة ( T2) يستخدم القانون التالي
𝑊2 = 𝑚 𝑔 𝑟2
أما في حال حساب الشغل المبذول من القوة الأساسية (ره) يستخدم القانون التالي :

حساب الشغل في حالة المقذوفات ( رمي الكرة الحديدية ):
من قانون حساب طاقة الحركة

وبما اننا لا نعلم السرعة التي انطلقت بها الكره . كما أن الكرة انطلقت من ارتفاع من على سطح الأرض قدره (y0) فلابد من إيجاد السرعة الابتدائية التي انطلقت بها الكره من القانون التالي

بعد حساب السرعة الابتدائية يمكن تطبيق قانون الطاقة وإيجاد مقدار طاقة الحركة للكره

القدرة 
انتقال الشغل في وحدة الزمن
معدل التغير في الطاقة بالنسبة للزمن

قوانين حساب القدرة :

وحدة قياس القدرة :
تسمى وحدة قياس القدرة بالوات ويرمز لها بالرمز (w)
وهناك وحدات أخرى لقياس القدرة و هي :

1. الكيلوات ساعة ويرمز لها بالرمز ( Kwh)
   
2.  الحصان ويرمز لها بالرمز (hp)