شرح الباب الخامس في ماده الفزياء اولي ثانوي شرح رائع

إرسال موضوع جديد   إرسال مساهمة في موضوع

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل

26102010

مُساهمة 

. شرح الباب الخامس في ماده الفزياء اولي ثانوي شرح رائع





بسم الله الرحمن الرحيم

الفصل الخامس
قانون بقاء الطاقة

أولا الشغل (w) : هو حاصل الضرب القياسي لمتجهي القوة و الإزاحة .
أو عندما تؤثر قوة على جسم ما لتحركه مسافة ما على طول خط عمل القوة يقال أن القوة تبذل شغلا .
الشروط اللازم توافرها لبذل شغل :
1- وجود قوة مؤثرة .
2- حدوث إزاحة في نفس اتجاه عمل القوة .
العوامل التي يتوقف عليها الشغل ( حساب الشغل ) :
1- مقدار القوة W  F 2- مقدار الإزاحة W  d
من 1 ، 2 ينتج أن W = Fd
وحدات الشغل :
1- الجول J (Joule ) 2- نيوتن . متر N.m 3- كجم . م2/ث2 kg.m2/s2
تعريف الجول :
هو الشغل الذي تبذله قوة مقدارها 1 نيوتن لتحريك جسم مسافة قدرها واحد متر في اتجاه القوة .
س: علل : الشغل كمية قياسية ؟
جـ: لأن الشغل = القوة × الإزاحة = حاصل ضرب كمية متجهة × كمية متجهة = كمية قياسية
حساب الشغل عندما يكون اتجاه القوة يميل بزاوية  على اتجاه الإزاحة :
W = F cos  × d
W = Fd cos 


علل : إذا تحرك جسم في اتجاه عمودي على اتجاه القوة فإن هذه القوة لا تبذل شغلا ؟
جـ: لأن
W = F d cos 
 = 90  cos  = zero
 W = Fd cos   W = Fd × zero = zero
علل : إذا تحرك جسم في اتجاه القوة المؤثرة يكون الشغل الذي تبذله القوة أكبر ما يمكن ؟
جـ: عند التحرك في نفس الاتجاه يكون  = zero
...  = zero cos  = 1 ( cos أكبر قيمة لـ )
W = F × d × cos = F × d × 1
علل : القوة الجاذبة المركزية لا تبذل شغلا ؟
جـ: لأنها تكون عمودية على اتجاه الحركة و بذلك تكون  = 90
cos  = zero W = F × d × cos 
W = F × d × zero = zero
ملاحظة
إذا أثر شخص بقوة على جسم و لم يحركه يكون الشغل المبذول = صفر
... d = zero  W = F × d × cos  = zero
أمثلة على القوة التي تبذل شغلا لأنها تكون في نفس اتجاه الإزاحة (  = zero ) :
1- عندما يجر شخص حجر لمسافة معينة فإن القوة المحركة تبذل شغلا .
2- عندما يرفع شخص جسم لأعلى .
أمثلة على القوة التي لا تبذل شغلا لأنها تكون عمودية على اتجاه الحركة (  = 90 ) :
1- شخص يحمل دلو مملوء بالماء( أو حقيبة ) و يسير به مسافة أفقية حيث يكون اتجاه الحركة عموديا على اتجاه القوة على الدلو ( أو الحقيبة ) و التي تتزن بدورها مع قوة جذب الأرض له .
بخلاف ذلك :
أ- يحمل دلوا و يصعد السلم . ب- عند رفع ثقل باستخدام محرك و بكرة .
2- عندما يتحرك جسم في مسار دائري حيث أن القوة الجاذبة المركزية تكون عمودية دائما على اتجاه
الحركة ( المماس لمحيط الدائرة ) .
علل : لا تلزم طاقة لدوران القمر حول الأرض ؟ أو الأرض حول الشمس ؟
الطاقة في حياتنا اليومية
تعريف الطاقة :
هي القدرة على بذل شغل .
تقاس الطاقة بوحدة الجول و هي نفسها وحدة الشغل .
تطور الحاجة إلى الطاقة
1- في المجتمعات البدائية :
حاجة الإنسان للطاقة تتركز في الطعام الذي يحصل عليه من الحيوان و النبات .
2- في القرن التاسع عشر :
كانت الأخشاب تلعب دورا هاما كمصدر من مصادر الطاقة .
3- في بداية القرن العشرين :
تم الاعتماد على البترول كمصدر رئيس للطاقة .
ملحوظة
نظرا لتضاعف معدلات الاستهلاك فإن مخزون البترول معرض للنضوب خلال فترة محدودة قد تزيد قليلا
أو تقل قليلا عن 50 عاما ( لذلك أصيح من الضرورة البحث عن بديل ) .
خطوات البحث عن بديل للبترول :
1- البحث عن مصادر جديدة للفحم كبديل مؤقت .
2- استخدام المساقط المائية الطبيعية أو الصناعية ( السدود و الخزانات ) لتوليد الكهرباء.
3- الطاقة النووية في الحصول على الكهرباء ( خطورتها التسرب الإشعاعي مثل تشير نوبل )
4- حركة الرياح في تشغيل المراوح الهوائية لتشغيل المولدات الكهربية .
5- استخدام ظاهرة المد و الجزر لمياه البحر في توليد الكهرباء .
6- التوسع في الرقعة الزراعية للحصول على الطاقة الحيوية من الغذاء .
7- الاستفادة من الطاقة الشمسية و تحويلها إلى طاقة كهربية .
ملحوظة
كلا من ( المساقط المائية – حركة الرياح – المد و الجزر – الطاقة الشمسية )
طاقة نظيفة غير ملوثة للبيئة .
تمـــاريــن
1- احسب الشغل الذي يبذله عامل بناء يرفع كمية من الأسمنت كتلتها 50 kg من الطابق الأول إلى الطابق الرابع على ارتفاع10 m علما بن عجلة الجاذبية 10 N/kg .
2- شخص يهذب حديقة باستخدام آلة قص حشائش يؤثر على يد الآلة التي تميل على الأرض بزاوية 60o احسب الشغل المبذول في تهذيب شريط من الحديقة طوله 30 m بقوة 20 N .
3- لجذب طفل صغير في عربة تلزم قوة مقدارها 15 N على يد العربة التي تميل على الرأس بزاوية قدرها 30o احسب الشغل المبذول لتحريك العربة مسافة 50 m ؟
تحولات الطاقة
صور الطاقة :
1- طاقة ميكانيكية ( طاقة الوضع و طاقة الحركة ) . 2- طاقة حرارية .
3- طاقة كهربية . 4- طاقة نووية . 5- طاقة ضوئية .
قانون بقاء الطاقة :
الطاقة لا تفنى ولا تستحدث من العدم و لكن يمكن تحويلها من صورة إلى أخرى .
الطاقة الميكانيكية
الطاقة الميكانيكية :
هي مجموع طاقتي الوضع و الحركة .
أ- طاقة الوضع :
هي الطاقة التي يكتسبها الجسم بفضل موضع خاص وضع فيه بالنسبة لموضعه الأصلي .
إثبات قانون طاقة الوضع :
إذا رفعنا جسم كتلته (m) مسافة رأسية (d) إلى أعلى فوق سطح الأرض نحتاج إلى بذل شغل يتعين من العلاقة .
W = Fg d
... Fg = mg   W = mgd
 PE = m X g X d
أمثلة لطاقة الوضع :
1) ملف زنبركي ( عند استطالته و عند انكماشه ) .
2) قوس مشدود .
3) بندول مزاح عن وضع الاتزان .
4) ماء مرتفع عن سطح الأرض .
5) جسم مرفوع لأعلى .
طاقة الحركة لجسم :
هي مقدار الشغل المبذول لتحريك جسم .
س: استنتج رياضيا أن طاقة الحركة mv2 ½ KE = ؟
جـ: نفرض جسم كتلته (m) يتحرك من السكون ( Vo = zero ) تحت تأثير قوة (F) فتحرك مسافة (X) .
... Vt2 = Vo2 + 2ax
... Vo = zero   Vt2 = 2ax 2a بالقسمة على
 X =  F X بضرب الطرفين
 FX = ½  Vt2
... m =    FX = ½ mv2
الشغل الذي تبذله قوة لتحريك جسم
 KE = ½ mv2
 طاقة الحركة تتناسب طرديا مع كتلة الجسم و طرديا مع مربع المسافة .
س: وضح بالتجربة العملية تعين طاقة الحركة لجسم عمليا ؟
جـ: الخطوات :
1- ركاب يمكن تحريكه على وسادة هوائية إلى
الخلف مسافة معينة AB بواسطة خيط مرن .
2- يحرر الخيط المرن فيندفع عائدا إلى موضعه
الأصلي دافعا أمامه الركاب .
3- تقاس سرعة الركاب (V) بواسطة خلية كهروضوئية .
3- نكرر التجربة عدة مرات مع تغير كتلة
الركاب (m) و تعين السرعة (V) .
4- نرسم علاقة بين (V2) على المحور الرأسي
و (  ) على المحور الأفقي نجد أنها خط مستقيم.
 V2  
 V2 = مقدار ثابت × 
 mV2 = مقدار ثابت
وجد أن المقدار الثابت = ضعف طاقة الحركة
 KE = ½ mv2
قانون بقاء الطاقة الميكانيكية
قانون بقاء الطاقة الميكانيكية :
مجموع طاقة الوضع و الحركة لجسم يتحرك رأسيا ثابت عند كل نقطة في مساره .
عندما تقذف جسما كتلته (m) إلى أعلى في عكس
اتجاه الجاذبية فإن الشغل المبذول على الجسم
أثناء ارتفاعه يعمل على :
1- زيادة طاقة الوضع له .
2- نقص طاقة الحركة له .
الإثبات :
بفرض جسم كتلته (m) يقذف لأعلى
يمر بنقطة (A) سرعته عندها (V1) ( ابتدائية )
و يمر بنقطة (B) سرعته (V2) ( نهائية ) .
1- عند النقطة (A) :
طاقة الوضع = mgy1
طاقة الحركة =mv12 ½
2- عند النقطة (B) :
طاقة الوضع = mgy2
طاقة الحركة =mv22 ½
3- من معادلة الحركة الثالثة :
... V22 – V12 = 2gd ½ m بالضرب
½ mV22 – ½ mV12 = mgd = mg ( y2 – y1 )
½ mV22 – ½ mV12 = mgy2 – mgy1
- ( ½ mV22 - ½ mV12 ) = mgy2 – mgy1
الإشارة السالبة لأن النقص في طاقة الحركة = الزيادة في طاقة الوضع
 - ½ mV22 + ½ mV12 = mgy2 – mgy1
 ½ mV12 + mgy1 = ½ mV22 + mgy2
الطرف الأيسر مجموع طاقتي الوضع و الحركة عند النقطة (A)
و الطرف الأيمن مجموع الطاقتين عند النقطة (B) .
أمثلة لتحويل طاقة الوضع إلى طاقة الحركة و بالعكس :
1- عربة الملاهي :
تبلغ طاقة الوضع اكبر ما يمكن في عربة الملاهي ثم تتحول طاقة الوضع إلى طاقة حركة .
2- الزانة :
يختزن اللاعب طاقة وضع في الزانة أثناء الوثب العالي في ألعاب القوى لتساعده في الوثبة .
3- الساقية :
تتحول طاقة الوضع للماء أعلى الساقية إلى طاقة الحركة .
4- الكتلة الحديدية :
تتحول طاقة الوضع في الكتلة الحديدية إلى طاقة حركة تدمر المبنى .
5- المطرقة :
تتحول طاقة الوضع في المطرقة إلى طاقة حركة .
6- البندول :
تتحول طاقة الوضع إلى طاقة حركة و بالعكس و تسمى حركة اهتزازية .
تمـــاريــن
1- جسم كتلته 1 kg يسقط من السكون من ارتفاع 5 m ما هي السرعة التي يصل بها إلى الأرض
( g = 10 m/s2 ) .
2- جسم كتلته 1 kg قذف لأعلى بسرعة ابتدائية 10 m/s احسب أقصى ارتفاع يصل إليه .
3- جسم كتلته 10 kg ترك ليسقط من ارتفاع 20 m عن سطح الأرض فإذا كانت عجلة السقوط الحر 9.8 m/s2 فأوجد كلا من طاقة وضع الجسم و طاقة حركته .
أولا : عندما يبدأ في السقوط .
ثانيا : عندما يسقط مسافة 8 m .
ثالثا : قبل أن يصل إلى سطح الأرض مباشرة .
4- احسب الطاقة الكلية التي يكتسبها جسم كتلته 0.5 kg ليرتفع مسافة 10 m عن سطح الأرض و يكتسب في نفس الوقت سرعة 2 m/s علما بـأن ( g = 9.8 m/s2 ) .

البارون


الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

مُشاطرة هذه المقالة على: Excite BookmarksDiggRedditDel.icio.usGoogleLiveSlashdotNetscapeTechnoratiStumbleUponNewsvineFurlYahooSmarking

شرح الباب الخامس في ماده الفزياء اولي ثانوي شرح رائع :: تعاليق

مُساهمة في 05.10.11 12:35 من طرف mr/kaml

شكراااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااا جزيلا

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

مُساهمة في 25.08.12 6:52 من طرف العلم والايمان

لك جزيل الشكر والاحترام

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

مُساهمة في 25.08.12 6:56 من طرف العلم والايمان

شرح قانون بقاء الطاقة فيزياء اول ثانوى + تدريبات علية
http://www.mediafire.com/?4qj7xd8hl66gcq0

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة


صلاحيات هذا المنتدى:
تستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى