تعریف قضیه کار و انرژی جنبشی در فیزیک دهم

در صورتی که به مباحث ارائه شده، علاقه‌مند هستید و قصد یادگیری در زمینه‌های مطرح شده در فیزیک پایه و مکانیک را دارید، آموز‌ش‌های زیر به شما پیشنهاد می‌شود: مجموعه آموزش‌های فیزیک مجموعه آموزش‌های دروس مهندسی مکانیک آموزش فیزیک پایه ۱ آیرودینامیک (Ae ody amics) چیست؟ — از صفر تا صد مرکز جرم (Ce e of Mass) — به زبان ساده پمپ‌ گریز از مرکز (Ce ifugal Pump) — به زبان ساده قوانین حرکت نیوتن — به زبان ساده مومنتوم خطی (Li ea Mome um) در سیالات — از صفر تا صد ^^ فیلم‌ های آموزش قضیه کار و انرژی — آموزش سریع و ساده (+ دانلود فیلم آموزش رایگان) فیلم آموزشی مفهوم قضیه کار و انرژی دانلود ویدیو فیلم آموزشی کار انجام شده با استفاده از نیروی ثابت دانلود ویدیو فیلم آموزشی کار انجام شده با استفاده از نیروی متغیر دانلود ویدیو فیلم آموزشی مثال‌های قضیه کار و انرژی دانلود ویدیو لینک کوتاه کپی شد به اشتراک بگذارید: منبع opp BC Ope Tex booksSIYAVULA بر اساس رای 28 نفر آیا این مطلب برای شما مفید بود؟ بلی خیر.

View all pos s by اشکان ابوالحسنی Newe کار نیروی ثابت - فیزیک دهم (1) Olde وارون ماتریس - هندسه دوازدهم (3) جست و جو در بانک مقالات بین جو … دسته‌بندی مطالب LMS (۱۰) تولید محتوا (۷) آموزش‌های عمومی ICDL (۴) ادبیات فارسی و نگارش (۴) دسته‌بندی نشده (۱۸) ریاضی ابتدایی (دبستان) (۱) ریاضی دوره اول متوسطه (۳) ریاضی دوره دوم متوسطه (۱۱) زبان انگلیسی (۷) آیلتس (۴) گرامر (۲) زیست شناسی (۱۴) شیمی (۱۴) شیمی دهم (۱۳) شیمی یازدهم (۱) عربی (۱۱) قواعد (۱۱) علوم تجربی (۲۱) علوم نهم (۴) علوم هشتم (۴) علوم هفتم (۹) فنی و حرفه‌ای (۲) فیزیک (۷۲) فیزیک دهم (۱۹) فیزیک دوازدهم (۲۱) فیزیک یازدهم (۲۵) کنکور (۱) مشاوره و مهارت (۳) هندسه (۷) هندسه دوازدهم (۳) (۷).

میدان الکتریکی در داخل رسانا – فیزیک یازدهم (۲) انرژی در حرکت هماهنگ ساده – فیزیک دوازدهم (۳) کار نیروی ثابت – فیزیک دهم (۱) قانون کولن – فیزیک یازدهم (۲) کار و انرژی Sha e: Abou اشکان ابوالحسنی اشکان ابوالحسنی، مدیریت واحد وبلاگ بین جو، کارشناس ارشد فوتونیک (گرایش مخابرات نوری) و دانشجوی دکتری در رشته مهندسی برق مخابرات - گرایش میدان و موج است. فهرست مطالب این نوشته کار و انرژی جنبشیاثبات قضیه کار و انرژیکار و انرژی پتانسیلانرژی پتانسیل گرانشیمعرفی دوره آموزشی کار و انرژی کار و انرژی جنبشی در مقاله (کار نیروی ثابت – فیزیک دهم) دیدیم که اگر نیروی خالصی به یک جسم وارد شود و منجر به جا‌به‌جایی آن شود، کار کل انجام شده روی جسم می‌تواند مثبت و یا منفی باشد (\(W = (F \cos \ he a ) d\)).

کار و انرژی

درقرن هفدهم که نیوتن و گوتفرید لایبنیتس فیزیک کلاسیک را فرمول بندی می کردند و مسائل مکانیک را حل می کردند یکی از مسائلی که لایبنیتس علاقه به حل آن داشت رفتار توپ های بیلیارد بعد از برخورد کشسان بود (برخورد کشسان برخوردی است که در آن انرژی جنبشی ثابت باقی می ماند- در مقاله “ تکانه ” در این باره توضیح می دهیم) تعریف تکانه برای او شناخته شده بود لایبنیتس دریافت که تکانه توپ ها قبل و بعد از برخورد تغییری نمی کند او همچنین پی برد که حاصل ضرب جرم در مجذور سرعت هم دراینگونه برخوردها تغییری نمی کندبنابراین کمیت جدیدی تعریف کرد که عبارت بود از«حاصل ضرب جرم در مجذور سرعت» ، او این کمیت را نیروی زنده (Vis Viva)نامگذاری کرد.

توضیح کوتاه ٰآن که اتم از هسته ( که بار مثبت دارد ) و الکترون ها (که بار منفی دارند) و در اطراف هسته می چرخند تشکیل شده است بر اثر دریافت انرژی الکترون هائی که از هسته دور بوده از اتم جدا شده و وارد فضای بین اتم ها می شوند(مانند فلزات که تشکیل شده از یون های مثبت فلزی و دریای الکترون ها که آنها را احاطه کرده اند) دریک مدار الکتریکی بر اثر انرژی دریافت شده (توسط ژنراتور ، باطری و… سایر منابع تولیدجریان برق ) الکترون ها بحرکت در آمده و به عنوان منبع انرژی عمل می کنند ما این انرژی را به صورت “جریان برق “ حس کرده و از آن استفاده می کنیم و در واقع یکی از مهمترین پایه های صنعت و تکنولوژی و تمدن ما می باشد.

تعریف و مفهومی که ارسطو از واژه انرژی ارائه داد بیشتر یک مفهوم فلسفی بود تا آنچه امروزه به عنوان کمیت فیزیکی می شناسیم(مفهومی شبیه خوشبختی و لذت) آنچه ما به عنوان مفهوم انرژی می شناسیم در واقع یک مفهوم انتزاعی و یک اختراع انسانی است در نظر دانشمندان جهان از ذرات بنیادی (کوارک ها ، الکترون ، فوتون و… )ساخته شده است تمام این ذرات با هم برهم کنش کرده و چیزهائی بوجود آورند تا ما با حواسم و وسائلمان آنها را اندازه بگیریم حتی اگر ما هم وجود نداشتیم این برهم کنش ها وجود داشت بنابراین مفاهیمی مانند نیرو ، کار و انرژی و… مستقل از ذرات بنیادی وجود ندارند. در صورتی که جسمی در حال حرکت بوده و هیچ نیروی خارجی بر جسم اثر نکند سرعت جسم تغییری نمی کند بنابراین انرژی جنبشی ثابت باقی می ماند ولی اگر نیرو یا نیروهائی وجود داشته باشند که بر روی جسم کار انجام دهند مقدار انرژی جنبشی دیگر ثابت نبوده و تغییر می کند در فیزیک این مسئله به نام قضیه انرژی جنبشی معروف است و به این صورت بیان می شود : « مقدار تغییر انرژی جنبشی یک جسم در یک مدت برابر است با کار نیرو یا نیروهای وارد شده بر همان جسم در همان مدت » برای اثبات این قضیه در نظر می گیریم که انرژی جنبشی یک جسم از K1 به K2 تغییر یافته باشد پس می توانیم بنویسیم :.

آموزش نکات مبحث کار و انرژی-درس فیزیک

d بردار نيرو جابه جايي در يک راستا و همسو اگر θ = 90 ==> w=fd cos 90 ==> w = 0 بردار نيرو جابه جايي با هم زاويه 90 دارند اگر θ=180 ==> w=fd cos180 ==> w = - fd بردار نيرو جابه جايي در يک راستا و مختلف الجهت. 4 – گلوله اي به جرم 3 کيلوگرم از بالاي سطح شيبدار بدون اصطکاکي به ارتفاع 5 متر بدون سرعت اوليه مطابق شکل رها مي شود گلوله پس از پايين آمدن از سطح شيب دار در مسير Bx حرکت کرده و پس از طي 5 متر متوقف مي شود. پاسخ: در نقطه اوج تمام انرژي جنبشي گلوله به انرژي پتانسيل تبديل مي شود و به عبارتي: انرژي جنبشي در لحظه پرتاب = انرژي پتانسيل در نقطه اوج U = K U = k = ½ mv2 = ½ ×0/018 ×(25)2 = 5/62 ژول.

حال فرض کنيد نيروي وارد بر جسم، با بردار جابه جايي زاويه θ مي سازد، در اين حالت کار توسط مؤلفه نيروي F در راستاي جابه جايي انجام مي شود F cosα مؤلفه f در راستاي افقي است. بازده: از انرژي ورودي که به يک ماشين يا دستگاه وارد مي شود مقداري صرف غلبه بر اصطکاک مي شود يا به شکلهاي ديگر تلف مي شود، در نتيجه فقط کسري از انرژي ورودي قابل استفاده است. K = ½ mv2 طبق قضيه کار و انرژي «کار برآيند نيروي وارد بر يک جسم در يک جابه جايي برابر است با تغيير انرژي جنبشي جسم در آن جابه جايي» W = k2 – k1 W = ½ mv22 – ½ mv12. پاسخ: m = 10 kg v0 = 8 m/s v = 8/2 = 4 m/s الف) Wf = E2 – E1 ( Wf = ( k 2 + v2) – ( k1+ v1 Wf = (1/2 mv2 + mgh) – (1/2 mv02 + 0 ) Wf = (1/2 ×10×4 2+ 10×10×2)-(1/2×10×82) = -40 j ب) wf = f.

8 – اتومبيلي به جرم 100 کيلوگرم با سرعت اوليه 20 متر بر ثانيه وارد يک جاده افقي مي شود و با شتاب ثابت پس از مدت يک دقيقه چهل ثانيه سرعتش به 60 متر بر ثانيه مي رسد. 1– بر روي سطح افقي بدون اصطکاکي جسمي را توسط طنابي که با افق زاويه 30 درجه مي سازد، نيروي 60 نيوتون مي کشيم و جسم را به اندازه 100 متر جابه جا مي کنيم. 6- اتومبيلي به جرم 1000 کيلوگرم با سرعت 50 متر بر ثانيه در حال حرکت است، در اثر ترمز سرعت به 10 متر بر ثانيه مي رسد، کار نيروي ترمز را به دست آوريد. هرگاه جسمي به جرم m را تا ارتفاع h از سطح زمين بالا ببريم، کاري که روي جسم انجام مي دهيم به صورت انرژي پتانسيل در جسم ذخيره مي شود.

قضیه کار و انرژی فیزیک دهم

ذخیره نام، ایمیل و وبسایت من در مرورگر برای زمانی که دوباره دیدگاهی می‌نویسم. تو درسنامه قبلی مفهوم کار در فیزیک رو معرفی کردیم و دو روش برای بدست آوردن فرمول کار کل رو یاد گرفتیم، اما نکته ای که باید تو این درسنامه یاد بگیرید این هست که مجموع تمامی کارهای انجام شده در طی یک مسیر ( Wt ) برابر است با تفاضل انرژی جنبشی در ابتدا و انتهای مسیر که فرمول اون به صورت زیر بیان می شود. 1 – نیروی وزن که در این حرکت برابر صفر است زیرا زاویه بین نیرو و راستای حرکت 90 درجه است 2 – نیروی عمودی تکیه گاه زیرا زاویه بین حرکت و راستای حرکت 90 درجه است و طبق فرمول کار مقدار کسینوس 90 درجه برابر صفر شده که در کل عبارت ضرب شده و جواب نهایی صفر می شود.

مثال :  بر روی سطح افقی بدون اصطکاکی جسمی به جرم ۲ کیلوگرم را با طنابی که با افق زاویه ۶۰ درجه می سازد ، توسط نیروی ۸۰ نیوتون می کشیم و جسم را به اندازه ۱۰۰ متر جابجا میکنیم مطلوب است : الف) کار کل انجام شده را محاسبه کنید. 3 – کار نیروی خارجی 4 – کار نیروی اصطکاک که مانع حرکت بوده و زاویه این کار معمولا 180 درجه است و با حرکت جسم مخالفت می کند. فصل سوم فیزیک دهم در مورد مباحث کار، انرژی و توان هست که در این درسنامه به بررسی قضیه کار و انرژی از این فصل می پردازیم. فرمول بالا اینطوری خونده میشه : کار کل برابر است با تفاضل انرژی جنبشی ثانویه منهای انرژی جنبشی اولیه.

برای اینکه نکات بیشتری رو در مورد قضیه کار و انرژی فرا بگیرید درسنامه تصویری زیر را مشاهده کنید. ب ) با استفاده از قضیه کار و انرژی تندی ( سرعت ) جسم در انتهای مسیر چقدر است؟. توجه: This action will also remove this member from your connections and send a report to the site admin.

قضیه کار و انرژی – فیزیک دهم (۱)

به طور مثال اگر شما از یک سکوی پرش ایستاده باشید دارای انرژی پتانسیل گرانشی هستید، وقتی به درون استخر شیرجه می‌زنید، انرژی پتانسیل گرانشی شما (به عبارت بهتر، انرژی پتانسیل سامانه زمین – شخص شما) به تدریج کاهش و به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود. مطابق با رابطه فوق اگر \(K_{2} > K_{1}\) باشد، یعنی انرژی جنبشی پایانی بزرگتر از انرژی جنبشی آغاز باشد، کل کار انجام شده مثبت است (\(W_{t} > 0\)) که یعنی سرعت جسم در پایان جا‌به‌جایی مدنظر بیشتر از آغاز حرکت است. در مقاله (کار نیروی ثابت – فیزیک دهم) دیدیم که اگر نیروی خالصی به یک جسم وارد شود و منجر به جا‌به‌جایی آن شود، کار کل انجام شده روی جسم می‌تواند مثبت و یا منفی باشد (\(W = (F \cos \theta ) d\)).

همچنین وقتی به یک گوی باردار آویزان از یک نقطه، جسمی باردار را نزدیک کنیم، بسته به علامت و مقدار بار این دو جسم، انرژی پتانسیل الکتریکی این سامانه (دو جسم باردار) تغییر می‌کند. منظور از کلمه ذخیره‌ای که در فوق به کار بردیم، این است که به طور مثال، اگر شما در بالای یک سکوی پرش استخر قرار بگیرید، بسته به ارتفاع، انرژی پتانسیل گرانشی شما تغییر می‌کند. همان‌طور که می‌دانید، منظور از انرژی پتانسیل‌، انرژی ذخیره‌ای است و بر خلاف انرژی جنبشی که یه حرکت یک جسم وابسته است، ویژگی‌ یک سامانه (سیستم) است تا ویژگی یک جسم منفرد. با توجه به دو مثال فوق، می‌توان گفت که اگر کار مثبتی روی یک جسم انجام شود، به معنی دادن انرژی به جسم است و اگر کار منفی روی جسم انجام شود، به معنی گرفتن انرژی از آن است.

همان‌طور که از رابطه فوق مشخص است، کل کار (\(W_{t}\)) انجام شده روی یک جسم (دادن انرژی یا گرفتن انرژی) با تغییر انرژی جنبشی آن در دو وضعیت \(K_{2}\) و \(K_{1}\) برابر است. طبق رابطه \(W = (F \cos \theta) d\) که در آن F نیروی وارد بر جسم و d جا‌به‌جایی است، به راحتی می‌توان پی برد که رابطه انرژی پتانسیل گرانشی دقیقاً همان رابطه کار است. در انتها پیشنهاد می‌کنیم تا اگر علاقه‌مند به یادگیری کامل مبحث کار و انرژی هستید، نگاهی بر دوره کار و انرژی از کانال فیزیک پلاس بین جو داشته باشید. در شکل فوق، چتر باز شده در پشت ماشین مسابقه، سبب افزایش نیروی اصطکاک شده که این نیرو در خلاف جهت جابه‌جایی ماشین مسابقه است (\(W = (F \cos 180 ) d\)).

حال به نظر شما اگر کار کل صفر باشد (\(W_{t} = 0\))، چه نتیجه‌ای می‌توان گرفت؟ در این حالت طبق فرمول قضیه کار و انرژی جنبشی‌، باید \(K_{2} = K_{1}\) باشد.

منبع