تبلیغات
وبلاگ فرامرز جلوه گر - آموزش کامل فصل اول فیزیک(به همراه پاسخ به تمامی پاسخ دهید ها و آزمایش ها)***بخش سوم
صفحه اصلی
فید خوان
ارتباط در یاهو مسنجر
فروشگاه سایت
آرشیو مطالب
عضویت در سایت
تماس با ما

وبلاگ فرامرز جلوه گر

منوی اصلی

جستجو

آخرین عناوین

وبلاگ فرامرز جلوه گر

برای مطالعه این مطلب به ادامه مطلب مراجعه فرمایید.

***

*
*
برای مطالعه بخش قبلی اینجا کلیک کنید.


انواع انرژی پتانسیل:

      انرژی پتانسیل گرانشی

      انرژی پتانسیل الكتریكی

 انرژی پتانسیل كشسانی

انرژی پتانسیل گرانشی(U) :

            هرگاه جسمی به جرم M در ارتفاع  h   از یك سطح قرار بگیرد می گوییم ، در جسم انرژی پتانسیل گرانشی ذخیره شده است .یعنی این

  PE همان انرژی پتانسیل گرانشی است .

 

 

 

 

 

U=mgh

كه در آن :

 = جرم جسم و واحد آن در سیستم Si كیلو گرم می باشد .

g= شتاب جاذبه زمین كه مقدار آن برابر است با :9.8m/s2   ≈ 10 m/s2   

h= ارتفاع از سطح پتانسیل كه واحد آن در سیستم Si متر می باشد .

چگونگی تبدیل انرژی پتانسیل گرانشی به جنبشی و  بالعكس

 

مسئله :

            انرژی پتانسیل جسمی به جرم 0.2 كیلو گرم را در نقاط ،B،C،D بیابید .(g=10m/s2)

 

 

 

نكته: هرگاه جسمی از یك ارتفاعی بسمت پایین حركت كند ، انرژی پتانسیل گرانشی آن رفته رفته كاهش می یابد .پس از رسیدن به زمین ، انرژی گرانشی آن صفر می شود. 
مسئله :

اگر جرم جسم را 1 كیلو گرم و شتاب ثقل را 10 m/s2 در نظر بگیریم ، آنگاه مطلوبست انرژی پتانسیل در A.B.C.D.E

 

 

 

جواب :

A=30 j           B=30 j         C=20 j          D=10 j      E=0   j 


 مسئله :

             انرژی پتانسیل گرانشی جسمی به جرم 30 گرم كه در ارتفاع 12 متری از سطح زمین قرار دارد چند ژول می باشد .(g=10)

   U=mgh

m=30g = (30/1000)kg   -->    U=(30/1000)(10)(12)=3.6 j

پاسخ دهید 3:

1- فرض كنید در مثال قبل، توپ را در بین راه، مثلاً نقطه متوقف كنیم اگر آن را رها كنیم، حركت توپ چگونه خواهد بود؟ آیا می توان گفت كه در نقطه توپ دارای انرژی پتانسیل گرانشی است؟

 

2- اگر توپ را در نقطه واقع در بخش افقی مسیر متوقف و سپس رها كنیم، حركت توپ چگونه خواهد بود؟ آیا می توان نتیجه گرفت كه توپ در نقطه دارای انرژی پتانسیل گرانشی است؟

3-  با استفاده از قانون پایستگی انرژی، بالا رفتن توپ و برگشتن آن از تپه را توضیح دهید؟

4- اگر اصطكاك وجود نداشته باشد، آیا توپ می تواند بالاتر از نقطه برود؟

پاسخ 1:  در اثر نیروی گرانش یا جاذبه زمین توپ به طرف پایین بر می گردد. در این حالت انرژی پتانسیل گرانشی كه توپ در نقطه دارد تبدیل به انرژی جنبشی آن می شود. توپ در نقطه Cبه این علت انرژی پتانسیل گرانشی دارد كه دارای ارتفاع از سطح زمین است.

پاسخ 2: در نقطه D چون توپ ارتفاعی از سطح زمین ندارد، بنابر این انرژی پتانسیل گرانشی نیز ندارد و اگر آنرا در این تقطه متوقف و سپس رها كنیم ، دوباره به حركت در نمی آید.

پاسخ 3 : با صرفنظر كردن  از اصطكاك هنگام بالا رفتن توپ از تپه ، انرژی جنبشی توپ به تدریج به انرژی پتانسیل گرانشی تبدیل میشود تا وقتی كه در نقطه B به طور كامل متوقف شود. در این نقطه توپ فقط دارای انرژی پتانسیل گرانشی است. سپس توپ در اثر نیروی گرانشی زمین به طرف پایین تپه بر میگردد و انرژی پتانسیل گرانشی آن دوباره و به تدریج تبدیل به انرژی جنبشی شده و سرعت توپ افزایش می یابد.

 پاسخ 4: وجود اصطكاك مقداری از انرژی جنبشی توپ را به صورت گرما تلف می كند. اگر اصطكاك ناچیز باشد، توپ می تواد بالاتر از نقطه B برود.

 

 

تمرین 5 :

جسمی به جرم 200گرم را با سرعت  10   در راستای قائم به طرف بالا پرتاب می کنیم . با نا دیده گرفتن اتلاف انرژی ،

الف)- انرژی جنبشی آن در لحظه پرتاب چقدر است؟

ب)  جسم تا چه ارتفاعی بالا می رود؟

ج) سرعت توپ در نیمه را چقدر است ؟

جواب الف)

 k=(1/2)mv2  =(1/2)(200*10-3)*102 =10 j

جواب ب)

U=K =10 -->k=U=mgh -->10= (200*10-3 *10)*h  --> h=5 m

جواب ج)

 Uنیمه راه =mgh/2=[200*10-3 *10*5]/2=5 j

 U=K     k = (1/2)mv2       5= (1/2)0.2v2  --> V=7.1 m/s

 

آزمایش كنید 1

جواب: هنگامی كه آونگ را بالا می بریم انرژی مصرف می كنیم. این انرژی در آونگ به صورت انرژی پتانسیل گرانشی ذخیره می شود. سپس هنگامی كه آونگ را رها می كنیم تا به نوسان درآید، موقع پایین آمدن تا نقطه آویز انرژی پتانسیل گرانشی به انرژی جنبشی تبدیل می شود و از نقطه آویز به بعد عكس این تبدیل روی می دهد و در هر نوسان این عمل تكرار می گردد.

 

 

  انرژی پتانسیل كشسانی:  

 انرژی ای است كه در فنر فشرده شده یا فنر كشیده شده ذخیره شده است .

 

توجه : هرگاه یك فنر فشرده شده یا یك فنر كشیده شده ، رها شود ، تمام انرژی پتانسیل  كشسانی ان به به انرژی جنبشی تبدیل می شود .

نكته: اگر نیرو های اصطكاك و مقاومت هوا و نیروها ی مقاوم دیگر ، صرف نظر شود ، آنگاه انرژی مكانیكی جسم در یك نقطه  با انرژی مكانیكی جسم در نقطه دیگر برابر است

 

پاسخ دهید 4

1- در شکل (1-13) کتاب هنگامی که  گلوله در نقطه C بین دو نقطه A وB  قرار دارد ، آیا انرژی پتانسیل در فنر ذخیره شده است ؟ آیا گلوله دارای انرژی جنبشی است ؟

2-فرض كنید پس از برخورد گلوله با فنر، گلوله به فنر بچسبد. حركت بعدی گلوله را توصیف كنید و تبدیل های انرژی را با استفاده از قانون پایستگی انرژی توضیح دهید.

پ- اگر سطح بدون اصطكاك باشد فنر بیشتر فشرده می شود و یا وقتی كه سطح دارای اصطكاك است ؟ چرا؟

 

پاسخ 1بله -  چون گلوله در نقطه هنوز در حال حركت و فشردن فنر است، پس در این نقطه دارای انرژی جنبشی است.

پاسخ 2: با چسبیدن گلوله به فنر، انرژی جنبشی گلوله به تدریج تبدیل به انرژی پتانسیل كشسانی فنر می شود تا زمانی كه گلوله برای لحظهای به طور كامل متوقف شود. در این حالت مجموعه گلوله و فنر فقط انرژی پتانسیل كشسانی دارند. با باز شدن مجدد فنر دوباره انرژی پتانسیل فنر به انرژی جنبشی گلوله تبدیل شده و آنرا در جهت خلاف قبل به حركت در می آورد.

پاسخ 3: اگر سطح بدون اصطكاك باشد، فنر بیشتر فشرده می شود. زیرا مقداری از انرژی جنبشی گلوله در اثر اصطكاك به صورت گرما تلف نمی شود.

 

 

پاسخ دهید 5

در اسباب بازی های کوکی ، انرژی لازم برای حرکت آنها از کجا تا مین می شود ؟

جواب : از انرژی پتانسیل ذخیره شده در فنر

انرژی مكانیكی :

مجموع انرژی پتانسیل گرانشی و انرژی جنبشی یك جسم را گویند ْْ‎‍: یا توانایی انجام  كار

E=K+U

  , U=mgh

از شكل روبرو چه بر داشتی می نمایید ؟

 

جواب : بله درست استاگر از اثر نیروهای دیگر بر حركت اسكیت سوار صرف نظر نماییم » می بینیم كه همواره  انرژی مكانیكی او ثابت است .

یعنی  در همه نقاط kE + PE =50000 j  می باشد.

 

 


مسئله :

اگر جرم جسم را 1 كیلو گرم و شتاب ثقل را10 m/s2 در نظر بگیریم » آنگاه مطلوبست پارامتر های خواسته شده در شكل .

PE=انرژی پتانسیل گرانشی

KE = انرژی جنبشی

 

  نقطه (1) a=g.sin45=10.(Ö2/2)=5Ö2

              PE=mgh®hA=45000 m

                KE=0 ® vB=0

نقطه (2) KE+PE =ثابت=450000

          KE+200000=450000 Þ  KEC=250000j

            PE=mgh ® hD=20000 m

            KE=(1/2)mv2 ®vE=707.106 m/s

نقظه (3)   h=0 ÞPEG=0  ÞKEF=450000 j

            VH=948.68 m/s

س :آیا می دانید شكل روبرو چه می خواهد بگویید ؟

 

 

 

 

 

مسئله :

 توپی به جرم 25 گرم رابا سرعت اولیه 20 متر بر ثانیه به سمت بالا پرتاب می كنیم . اگر از مقاومت هوا چشم پوشی شود » مطلوبست :

الف) انرژی جنبشی و پتانسیل توپ در لحظه پرتاب چقدر است ؟

ب) توپ تا چه ارتفاعی می تواند بالا برود ؟(g=10)

 

m =25gr÷  1000=0.025 kg

 انر ژی جنبشی و پتانسیل  در لحظه پرتاب

K1 = انر ژی جنبشی در نقطه 1

U1= انرژی پتانسیل در نقطه 1

K2 = انر ژی جنبشی در نقطه 2

U2= انرژی پتانسیل در نقطه 2

K2 برابر صفر است زیرا توپ تا ارتفاعی می تواند بالا رود كه سرعت دارد . وقتی كه سرعت صفر شود توپ دیگر نمی تواند بالا رود.

 

  مسئله
گلوله ای به جرم 4 كیلوگرم را با سرعت اولیه 10 متر بر ثانیه از یك ارتفا ع 40 متری به سمت پایین پرتاب می شود . انر ژی جنبشی گلوله هنگام برخورد به زمین چقدر است ؟از مقاومت هوا صرف نظر شود .( g=10)
                 
مسئله :
            جسمی به جرم 2 كیلوگرم را از ارتفاع 100 متری زمین بدون سرعت اولیه رها میكنیم . اگر 5/1 انرژی جسم صرف غلبه بر اصطكاك شود » مطلوبست :
الف )سرعت برخورد گلوله با زمین

ب) انرژی جنبشی جسم در هنگام برخورد به زمین

 

اگر 5/1 انرژی جسم صرف غلبه براصطحكاك شود 5/4انرژی دیگر پتانسیل است

 

حل قسمت دوم :

 

مسئله:
      یك جسم به جرم 0.1 كیلوگرم با سرعت اولیه 40 متر بر ثانیه در راستای قائم بطرف بالا پرتاب می شود . انرژی پتا نسیل گلوله در نقطه اوج چقدر است ؟( از مقاومت هوا صرف نظر شود ).
نكته: نقطه اوج جایی است كه ارتفاع جسم به حد اكثر رسیده و سرعت جسم (V2 ) به صفر می رسد .
 
مسئله :
گلوله ای از ارتفاع 31.25 متری سطح زمین رها می شود . سرعت برخورد جسم با زمین چقدر است ؟ از مقاومت هوا صرف نظر شود .(g=10 m/s2)
تذكر : هنگامی كه جسم رها می شود » سرعت اولیه آن صفر است.v1=0
 
 
 
 

منابع انرژی

س: منابع عمده انرژی مورد استفاده بشر كدامند؟
ج: عبارتند از: انرژی سوخت های فسیلی( گاز، نفت، گازوئیل و زغال سنگ) و انرژی الكتریكی كه توسط نیروگاههای آبی، حرارتی، هسته ای و بادی تولید می شود.
س: دلایل صرفه جویی و استفاده بهینه از منابع انرژی كدامند؟
ج: 1- منابع انرژی و به خصوص منابع انرژی های فسیلی چون نفت و گاز محدود هستند و استفاده بی رویه از آنها این منابع را به سرعت به اتمام می رساند و احیای این منابع هرگز ممكن نیست.
2- مصرف بی رویه منابع انرژی به خصوص سوختهای فسیلی با تولید ضایعات و گازهای نامطلوب محیط را به سرعت آلوده می كنند و این آلودگی حیات گیاهان و جانوران و انسان را به خطر می اندازد و در انسان باعث تشدید بیماری های قلبی و عروقی می شود.
3- مصرف تمامی اشكال انرژی در نهایت موجب گرمتر شدن محیط می شود. این گرما قابل بازیافت و استفاده مجدد نیست. در نتیجه منابع انرژی قابل استفاده به تدریج به صورت انرژی غیر قابل دسترس تبدیل می شوند. برای صرفه جویی در مصرف انرژی و استفاده بهینه  از آن می توان برای رفت و آمد از خودروهای عمومی مثل اتوبوس و مترو و قطار استفاده كرد، یا برای صرفه جویی در انرژی مورد نیاز برای گرمایش خانه ها در زمستان، می توان آنها را به صورت بهتری عایقبندی كرد. یا در بكار گیری و استفاده از وسایل و ابزارهای الكتریكی چون لامپ های روشنایی، سماور برقی، اتو و غیره از مصرف بیهوده خودداری كنیم.
Eتذكر:  در كلیه تبدیلات انرژی كه در نهایت یك یا چند انرژی به نوعی از انرژی پتانسیل تبدیل می شود، بخش زیادی از انرژی اولیه قابل بازیافت و استفاده مجدد می باشد. چند نمونه از اینگونه تبدیلات عبارتند از:
1- هنگامی كه جسمی به ارتفاعی از سطح زمین برده می شود، انرژی مصرف شده برای این انتقال در جسم به صورت انرژی پتانسیل گرانشی ذخیره می شود. هنگام سقوط این انرژی دوباره به صورت انرژی جنبشی بازیافت می شود.
2- مشابه نمونه قبل، انرژی مصرف شده برای انباشت آب در پشت یك سد در آب فوق به صورت انرژی پتانسیل گرانشی ذخیره می شود. هنگام خروج آب از دریچه های زیر سد، این انرژی به انرژی جنبشی تبدیل می شود. و توربین های تولید برق به چرخش در می آیند.
3- مقدار زیادی از انرژی الكتریكی كه برای شارژ یك باتری مصرف می شود در آن به صورت انرژی پتانسیل شیمیایی ذخیره شده و قابل بازیافت و استفاده مجدد می باشد.
4- انرژی نورانی خورشید كه به گیاهان می تابد در مواد غذایی و اندام آنها به صورت انرژی پتانسیل شیمیایی ذخیره شده و هنگام مصرف دوباره بازیافت می شود.
5- هنگامی كه فنری را می كشید یا فشرده می كنید، مقدار زیادی از انرژی مصرفی برای اینكار در آب به صورت انرژی پتانسیل كشسانی ذخیره می شود. زمان برگشتن فنر به حالت عادی این انرژی قابل بازیافت مجدد است.
فعالیت 5 : چند وسیله برقی خاصرا در نظر بگیرید و توضیح دهید كه انرژی الكتریكی كه به آن هاداده می شود، چگونه در نهایت به گرمتر شدن محیط می انجامد.

پاسخ: اگر یك وسیله برقی مثل اتو را در نظر بگیریم، هنگامی كه روشن است سطح داغ آن موجب گرم شدن هوای اطراف خود می شود و به این ترتیب محیط را گرم می كند.

 

برای رفتن به بخش بعد اینجا کلیک کنید

اشتراک گذاری در فیسبوک اشتراک گذاری در گوگل پلاس اشتراک گذاری در توییتر اشتراک گذاری در یاهو اشتراک گذاری در دیگ اشتراک گذاری در دلی سوز اشتراک گذاری در فرند فید

  • image
  • image
  • image
  • image
  • image

درباره سایت

به این وبلاگ خوش آمدید!
این وبلاگ برای آموزش درس های اول دبیرستان ساخته شده است.
در این سایت همه مطالب کتاب ها قرار دارد و شما میتونانید با نوشتن نام درس مورد نظر خود در جستجوی وبلاگ مطالب را دریافت کنید.
من فرامرز جلوه گر دانش آموز اول دبیرستان مدرسه نواب صفوی شهرستان سربیشه هستم و از تمامی دست اندر کاران و معلمان عزیز و سخت کوش این مدرسه نهایت سپاس رو دارم

پشتیبانی آنلاین

آمار سایت

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :

نظرسنجی

    به نظر شما مطالب این وبلاگ چگونه است؟



امکانات سایت

آموزش کلیه دروس اول دبیرستان

تغییر تم


انتخاب رنگ تم

سبک کانتینر

انتخاب الگوی پس زمینه

  • image
  • image
  • image
  • image
  • image
  • image
  • image
  • image
  • image
  • image
  • image
  • image
  • image
  • image
  • image
  • image
  • image
  • image