تحقیق د رمورد کار و انرژی

ًَلینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه3

فهرست مطالب

کار و انرژی

انرژی مکانیکی

انرژی پتانسیل

علوم طبیعت > فیزیک > فیزیک کلاسیک > مکانیک کلاسیک
علوم طبیعت > فیزیک > فیزیک نوین > انرژی

(cached)

 

نگاه اجمالی

انرژی انواع زیادی دارد: مکانیکی ، گرمایی ، الکتریکی ، هسته‌ای و غیره انرزی را به کمک مقدار کاری که می‌تواند انجام دهد اندازه گیری می‌کنند. از اینرو ، درک روشن انرژی مستلزم درک روشن (مفهوم) کار است.

مفهوم فیزیکی کار

کار، چنان که در فیزیک متداول است، مبنای خاص دارد. کار بنابه تعریف عبارت است از حاصل ضرب نیرو در مسافت پیموده شده در راستای موازی با نیرو ، اگر نیروی اعمال شده را با بردار F و جابجایی را با بردار S نشان دهیم، آن وقت کار حاصلضرب نقطه‌ای این دو بردار است و از رابطه W = F.S بدست می‌آید. بنابراین کار کمیتی نرده‌ای است و برابر می‌شود با:

(بزرگی نیرو) X (بزرگی جابجایی) X (کسینوس زاویه‌ای میان نیرو و جابجایی)

پس برای اینکه کار انجام شود، جسم یا سیستم باید تحت تأثیر نیروی برآیندی قرار بگیرد و باید حرکتی پدید بیاید و این حرکت باید دست کم مولفه‌ای در راستای نیرو داشته باشد.

 

مقیاس کار

در دستگاه یکاهای متری ، یکای کار را ژول می‌نامند. ژول که به اختصار با حروف J نشان داده می شود برابر است با (1N)X(1m). در دستگاه بریتانیایی ، یکای کار ، فوت- پاوند است که به اختصار بصورت ft.lb نشان داده می‌شود. یک فوت - پاوند کاری است که با اعمال نیروی 1lb انجام می‌شود و مقدار جابجایی در امتداد نیرو برابر 1ft است. در دستگاه cgs یکای نیرو در این یکای سانت سامتیمتر و یکای کار ارگ است و هر ارگ (1dyn)X(1cm) است.

یک مثال ساده کار

نمایش ساده‌ای از انجام کار را در وزنه برداری می‌توان دید وزنه‌ای در نظر بگیرید، وزن 200N ، که همان نیرویی است که زمین به این جسم وارد می‌کند و فرض کنید در امتداد قائم به اندازه 2m بالا برده شده است. کار انجام شده برای بالا بردن وزنه برابر است با (200X2mX400j). جالب توجه است که اگر جسم در همان ارتفاع 2 متری نگه داشته باشد. کاری که برای نگه داری انجام می‌شود برابر صفر است، زیرا هیچ حرکتی وجود ندارد.

مفهوم فیزیکی انرژی

انرژی ، توانایی انجام کار است. بنابراین یکاهای کار و انرژی یکسانند: ژول در دستگاه متری و فوت - پاوند

جزوه کار و انرژی

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:12

 فهرست مطالب

  کار و انرژی

انرژی جنبشی :

قضیه کار و انرژی

یکای انرژی جنبشی

انرژی جنبشی جسم صلب

انرژی جنبشی انتقالی

انرژی جنبشی دورانی

کار :

رابطه کار

محاسبه یکای کار

محاسبه کار

یک نیروی متغیر

اهمیت کار  

تا بحال در مورد دینامیک بطور مفصل بر حسب نیرو، اندازه حرکت و … صحبت کرده‌ایم.

آنچه تا بحال می‌کرده‌ایم چنین بوده است که نیروی یک عامل طبیعی را بر ذره مورد بحث خود بدست می‌آوردیم (با اندازه‌گیری و …) سپس از روی این نیروی طبیعی، شتاب ذره را بدست می‌آوردیم. آنگاه با دانستن شرایط اولیه مسأله یعنی و حرکت ذره را برای زمان‌های بعدی پیش‌بینی می‌کردیم.

اما راه‌ دیگری امکان‌پذیر نیست؟ نمی‌توان جای بردار از کمیت اسکالری استفاده کرد؟ یا اینکه اصلاً را بدست نیاوریم بلکه صرفاً رابطه بین و را بدست آوریم بدون آنکه بخواهیم بدانیم که هر کدام بر حسب زمان چه مقادیری دارند یعنی که سرعت وقتی مکان ذره باشد چه برداری می‌شود: در خیلی از مسایل ما به این نیاز داریم و گاهی هم صرفاً همین برایمان مهم است. اگر از روش قدیمی استفاده کنیم می‌بایست و را بر حسب بدست آوریم آنگاه در این بین پارامتر را حذف کنیم تا با هم مستقیم رابطه یابند.

سؤالهای مختلفی پیش می‌آید مثلاً این که آیا فرآیند همواره امکان‌پذیر است؟ در صورتی می‌شود چنین رابطه‌ای را به طور مناسب برقرار دانست که بعضی خواص ریاضی را و داشته باشند تا حالت تابع داشته باشد یعنی اینکه . ممکن است در دو زمان و ، ها یکی باشند ولی سرعت‌ها فرق کنند. مثلاً وقتی پرتابه‌ای را به سمت بالا پرتاب می‌کنیم اگر موقع رفت در ارتفاعی خاص سرعتش باشد در موقع برگشت در همان ارتفاع سرعتش است و به ازای یک ، 2 تا داریم. اما جالب اینجاست که اندازه در هر دو حالت یکسان می‌ماند.

پس شاید بهتر باشدرا بدست آوریم یعنی اندازه سرعت را. خواهیم دید که در خیلی از مسایل این است که مهم است نه بردار .

نکته دیگر آن که آیا به ازای همه ها لزوماً وجود دارد. یعنی اصلاً به همه نقاط فضا می‌توان دسترسی یافت؟ این امری است که قطعاً در یک حرکت اتفاق نمی‌افتد زیرا مسیر حرکت یک ذره صرفاً منحنی است ولی مجموعه‌ای از تمام حرکات ممکن که از یک نوع نیروی طبیعی نتیجه می‌شوند آیا می‌توانند تمام فضا را بپوشانند و اگر چنین کردند اگر در نقطه‌ای در مسیر همدیگر را قطع کردند آیا لزوماً در دو مسیر اندازه سرعت‌ها یکسان خواهد بود .

اینها سؤالات و موضوعاتی هستند که ما را به سمت تعاریفی جدید پیش می‌برند. آنکه سعی کنیم یک اثر طبیعی را مثلاً با یک تابع اسکالر نشان دهیم جای آنکه بردار نیروی آن را در فضا مشخص کنیم. خوب ببینیم چه می‌شود؟

تحقیق در مورد کار و انرژی

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:12

 فهرست مطالب

  کار و انرژی

کار نیروی متغیر

انرژی جنبشی :

قضیه کار و انرژی

یکای انرژی جنبشی

انرژی جنبشی جسم صلب

انرژی جنبشی انتقالی

انرژی جنبشی دورانی کار

رابطه کار

محاسبه یکای کار

محاسبه کار یک نیروی متغیر

اهمیت کار  

تا بحال در مورد دینامیک بطور مفصل بر حسب نیرو، اندازه حرکت و … صحبت کرده‌ایم.

آنچه تا بحال می‌کرده‌ایم چنین بوده است که نیروی یک عامل طبیعی را بر ذره مورد بحث خود بدست می‌آوردیم (با اندازه‌گیری و …) سپس از روی این نیروی طبیعی، شتاب ذره را بدست می‌آوردیم. آنگاه با دانستن شرایط اولیه مسأله یعنی و حرکت ذره را برای زمان‌های بعدی پیش‌بینی می‌کردیم.

اما راه‌ دیگری امکان‌پذیر نیست؟ نمی‌توان جای بردار از کمیت اسکالری استفاده کرد؟ یا اینکه اصلاً را بدست نیاوریم بلکه صرفاً رابطه بین و را بدست آوریم بدون آنکه بخواهیم بدانیم که هر کدام بر حسب زمان چه مقادیری دارند یعنی که سرعت وقتی مکان ذره باشد چه برداری می‌شود: در خیلی از مسایل ما به این نیاز داریم و گاهی هم صرفاً همین برایمان مهم است. اگر از روش قدیمی استفاده کنیم می‌بایست و را بر حسب بدست آوریم آنگاه در این بین پارامتر را حذف کنیم تا با هم مستقیم رابطه یابند.

سؤالهای مختلفی پیش می‌آید مثلاً این که آیا فرآیند همواره امکان‌پذیر است؟ در صورتی می‌شود چنین رابطه‌ای را به طور مناسب برقرار دانست که بعضی خواص ریاضی را و داشته باشند تا حالت تابع داشته باشد یعنی اینکه . ممکن است در دو زمان و ، ها یکی باشند ولی سرعت‌ها فرق کنند. مثلاً وقتی پرتابه‌ای را به سمت بالا پرتاب می‌کنیم اگر موقع رفت در ارتفاعی خاص سرعتش باشد در موقع برگشت در همان ارتفاع سرعتش است و به ازای یک ، 2 تا داریم. اما جالب اینجاست که اندازه در هر دو حالت یکسان می‌ماند.

پس شاید بهتر باشدرا بدست آوریم یعنی اندازه سرعت را. خواهیم دید که در خیلی از مسایل این است که مهم است نه بردار 

نکته دیگر آن که آیا به ازای همه ها لزوماً وجود دارد. یعنی اصلاً به همه نقاط فضا می‌توان دسترسی یافت؟ این امری است که قطعاً در یک حرکت اتفاق نمی‌افتد زیرا مسیر حرکت یک ذره صرفاً منحنی است ولی مجموعه‌ای از تمام حرکات ممکن که از یک نوع نیروی طبیعی نتیجه می‌شوند آیا می‌توانند تمام فضا را بپوشانند و اگر چنین کردند اگر در نقطه‌ای در مسیر همدیگر را قطع کردند آیا لزوماً در دو مسیر اندازه سرعت‌ها یکسان خواهد بود .