الدرس التاسع "الطاقة وحفظها"

الطاقة وحفظها

نموذج لنظرية الشغل – الطاقة :

A model of the work – Energy Theorem

تعرفت سابقا نظرية الشغل الطاقة , وتعلمت أنه عندما يبذل شغل على نظام معين تزداد طاقته , ومن وجهة أخرى إذا بذل النظام شغلا تقل طاقته , وهذه فكرة الدرس بصورة عامة.

نموذج لحالات الطاقة:

1-  إذا بذل شغلا على النظام تزداد الطاقة و الشغل موجب

2-  إذا بذل النظام شغلا على المحيط تقل الطاقة و الشغل سالب

*فالطاقة إما أن يبذلها النظام ( فقدان) أو تبذل عليه (يكتسب)

التقاط وحذف الكرة قانون :

KE f =KE i + W

أنواع الطاقة:

* طاقة حركية خطية تعتمد على:

1- الكتلة 2- السرعة الخطية

*طاقة حركية دورانية تعتمد على:

1- السرعة الزاوية 2- تعتمد على توزيع الكتلة لا على كتلة الجسم

طريقة اكتساب – فقدان الطاقة من خلال :-

1-قذف الكرة : تؤثر على الكرة بقوة فتتحرك بإزاحة بإتجاه القوة فتكون قد بذلت شغلا على الكرة w = fd

الشغل موجب وتزداد الطاقة من حيث تكون :

الطاقة النهائية اعلى قيمة – الطاقة الابتدائية صفر

2-   التقاط الكرة : الطاقة الحركية الإبتدائية اعلى ما يمكن قبل الإلتقاط بعد الإلتقاط اثرت عليها قوة في الإتجاه المعاكس بذلت شغلا سالبا على الكرة حيث الطاقة النهائية = صفر , w= - fd

مثال: عندما يقفز الغطاس على لوح الغطس :

1-  عندما يدفع الغطاس لوح الغطس الى الأسفل فإنه يولد شغل يولد بدوره طاقة حركية دورانية

2-  تتولد الطاقة الحركية الخطية للغطاس بسبب تغير مركز الكتلة.

3-  تتولد الطاقة الحركية الدورانية بسبب دوران الغطاس حول مركز الكتلة.

4-  عندما يدخل الماء متفرد القدمين فإن له طاقة خطية وتتلاشى الطاقة الدورانية

 المسائل :

س1 ص 106/ يتحرك متزلج كتلته 52 kg بسرعة 2.5 m\s ويتوقف خلال مسافة 24m ما مقدار الشغل المبذول بفعل الإحتكاك مع الجليد لجعل المتزلج يتوقف؟ وما مقدار الشغل الذي يجب على المتزلج أن يبذله ليصل إلى سرعة 2.5m\s مرة اخرى ؟

المعطيات:

M=52 kg

Vi=2.5 m\s

Vf=0

d= 24m

القانون :

KE∆W=

=2.5 mVf² – 2.5 mVi²

= 0- 2.5 .52².2.5²

=-162.5

الطاقة المختزنة

Stored Energy

طرق اختزان الطاقة:

*طريقة كيمائية

*طريقة ميكانيكية

1- طاقة وضع الجاذبية 2- طاقة وضع مرونية

طاقة الوضع الجاذبية :- PE

أي جسم يتحرك بعيدا عن الأرض تختزن في النظام طاقة نتيجة تأثير قوة الجاذبية بين الجسم والأرض تسمى بطاقة الوضع الجاذبية.

تعريف طاقة الوضع الجاذبية فيزيائيا : هي الطاقة المختزنة في النظام نتيجة تأثير قوة الجاذبية.

رياضيا: هي حاصل ضرب كتلة الجسم في تسارع الجاذبية الأرضية في الارتفاع عن مستوى الإسناد

القانون:PE= mgh

تعريف مستوى الإسناد : هو المستوى الذي تكون فيه طاقة الوضع الجاذبية =صفر

عللي/ يبقى مجموع الطاقة الحركية وطاقة الوضع الجاذبية ثابتا في جميع الأوقات ؟ لأنه لم يبذل شغل على النظام من قوة خارجية

المسائل/

س5ص110

احسب الشغل الذي تبذله عندما تنزل بتمهل كيس رمل كتلته 20kg مسافة 1.20m من شاحنة الى رصيف ؟

المعطيات:

M=20kg

h= 1.2

w=?

الحل :

القانون: w= mgh

W=20.1.20.9.8

=235.2 joul

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

                       عمل الطالبة: روان السبيعي.