وضح العلاقة بين الشغل المبذول والتغير في الطاقة
تشرفنا بكم، نوفر لكم
وضح العلاقة بين الشغل المبذول والتغير في الطاقة
43. تسير سيارة صغيرة وشاحنة واسعة بالسرعة نفسها . أيهما يبذل شغلا أكبر : محرك السيارة والدة محرك الشاحنة ؟
الحل : الشاحنة الكبيرة لها طاقة حركية أكبر KE=1/2 mv2 ، لأن كتلتها أكبر من كتلة السيارة الصغيرة ، وحسب نظرية الشغل – الطاقة فإن محرك الشاحنة الكبيرة يبذل شغل أكبر .
44. المنجنيق استخدم المحاربون في القرون الوسطى مدفع المنجنيق لمهاجمة القلاع . حيث يعمل بعض هذه الأنواع باستخدام حبل مشدود ، وعندما يرخى الحبل ينطلق ذراع المنجنيق . ما نوع الطاقة المستخدمة عند قذف الصخرة بالمنجنيق ؟
الحل :
تخزن طاقة الوضع المرونية في حبل الربط المشدود الذي يبذل شغلا على الصخرة . وللصخرة طاقة حركية وطاقة وضع خلال طيرانها في الهواء . وعندما تضرب الصخرة بالحائط يؤدي التصادم العديم المرونة لـ تحول معظم الطاقة الميكانيكية لـ طاقة حرارية و طاقة صوتية وإلى بذل شغل يعمل على تحطيم جزء من الحائط .
45. تصادمت سيارتان وتوقفتا تماما بعد التصادم ، فأين ذهبت طاقتاهما ؟
الحل : تستهلك الطاقة في ثني الصفائح المعدنية في السيارة . كما تفقد الطاقة أيضا بسبب قوى الاحتكاك بين السيارات والإطارات ، كما تفقد على شكل طاقة حرارية وصوت .
46. بذل شغل موجب على النظام خلال عملية موحدة ، فقلت طاقة الوضع . هل تستطيع أن تستنتج أي شيء حول التغير في الطاقة الحركية للنظام ؟ وضح ذلك .
الحل :
الشغل يساوي التغير في الطاقة الميكانيكية الكلية ،
image
فإذا كانت W موجبة وكان التغير في PE سالبة . فإنه يجب أن يكون التغير في KE موجبا وأكبر من W .
47.بذل شغل موجب على النظام خلال عملية موحدة ،فقلت طاقة الوضع .هل تستطيع أن تحدد ما إذا كانت الطاقة الحركية للنظام ؟ وضح ذلك .
الحل :
الشغل يساوي التغير في الطاقة الميكانيكية الكلية ،
image
فإذا كانت W موجبة وكان التغير في PE موجبة أيضا فعندها لا يمكنك الحديث بشكل جازم عن التغير في KE .
48. التزلج يتحرك متزلجان مختلفان في الكتلة بالسرعة نفسها وفي الاتجاه نفسه ، فإذا أثر الجليد في المتزلجين بقوة الاحتكاك نفسها فقارن بين مسافة التوقف لكل منهما .
الحل :
سيقطع المتزلج ذو الكتلة الأكبر مسافة أكبر قبل التوقف .
49. إذا دورت جسما كتلته 55g في انتهاء خيط طوله 0.75 m حول رأسك في مستوى دائري أفقي بسرعة ثابتة ، كما في الشكل 4-15
a. فما مقدار الشغل المبذول على الجسم من قوة الشد في الخيط في دورة واحدة ؟
b. وهل تتفق إجابتك في الفرع (a) مع نظرية الشغل – الطاقة ؟ وضح ذلك .
image
الحل :
a. لا يبذل شغل من قبل قوة الشد على الكتلة لأن الشد يسحب عموديا على حركة الكتلة .
b. لا يتعارض ذلك مع نظرية الشغل – الطاقة لأن الطاقة الحركية للكتلة ثابتة فهي تتحرك بسرعة ثابتة .
50 . أعط أمثلة محددة توضح العمليات الآتية :
a. بذل شغل على نظام ما فازدادت الطاقة الحركية ولم تتغير طاقة الوضع .
b. تحول طاقة لـ طاقة حركة دون أن يبذل شغل على النظام .
c. بذل شغل على النظام ، فازدادت طاقة الوضع ولم تتغير الطاقة الحركية .
d. بذل النظام شغلا فقلت الطاقة الحركية ولم تتغير طاقة الوضع .
الحل :
a. دفع قرص الهوكي أفقيا على الجليد . النظام يحتوي قرص الهوكي فقط .
b. إسقاط كرة : النظام مكون من الأرض والكرة .
c. ضغط النابض في مسدس لعبة . النظام مكون من النابض فقط .
d. سيارة مسرعة تتحرك على طريق مستو فيعمل الطرق على التقليل من سرعتها .
51. الأفعوانية إذا كلفت بتعديل تصميم أفعوانية ، وطلب المالك إليك أن تجعل اللعب عليها أكثر إثارة عبر جعل السرعة في أسفل المنحدر الأول للأفعوانية بالنسبة لارتفاعه الأصلي ؟
الحل :
يكون زيادة المنحدر مضاعفا أربع مرات .
52 . قذفت كرتان متماثلتان من قمة منحدر عال ، إحداهما رأسيا لـ أعلى ،والأخرى رأسيا لـ أسفل وكان لها مقدار السرعة الابتدائية نفسه . قارن بين طاقتيهما الحركية ، وسرعتيهما عندما ترتطمان بالأرض ؟
الحل :
بالرغم أن الكرتين تتحركان في اتجاهين متعاكسين إلا أن لهما نفس الطاقة الحركية وطاقة الوضع عند لحظة قذفهما . و سيكون لهما نفس الطاقة الميكانيكية والسرعة عندما ترتطمان بالأرض .
إتقان حل المسائل
4-1 الأشكال المتعددة للطاقة
53. تتحرك سيارة كتلتها 1600 kg بسرعة 12.5 m/s . ما طاقتها الحركية ؟
الحل :
image
54. ما مقدار الطاقة الحركية لسيارة ماراثون كتلتها 1525 kg ، عندما تكون سرعتها 108 km/h ؟
الحل :
image
55. مجموع كتلتي خليل ودراجته 54.0 kg . فإذا قطع خليل 1.80 km خلال 10.0 min بسرعة ثابتة ،فما مقدار طاقته الحركية ؟
الحل :
image
56. كتلة خالد 45 kg ويسير بسرعة 10.0 m/s .
a. جد طاقته الحركية .
b. إذا تغيرت سرعة خالد لـ 5.0 m/s . فاحسب طاقته الحركية الآن .
c. أوجد نسبة الطاقة الحركية في الفرع a لـ الطاقة الحركية في الفرع b . وفسر ذلك .
الحل :
b. من الطاقة الداخلية للشخص .
83. يتأرجح شمبانزي من شجرة لأخرى في غابة .إذا تعلق بغصن متدل طوله 13 m ثم بدأ تأرجحه بزاوية تميل عن الرأسي بمقدار 45 ،فما سرعة الشمبانزي عندما يكون الغصن المتدلي رأسيا تماما ؟
الحل :
الارتفاع الابتدائي للشمبانزي هو :
image
سرعة الشمبانزي :
image
مراجعة عامة
84. عربة صغيرة كتلتها 0.80 kg تهبط من فوق تل عديم الاحتكاك ارتفاعه 0.32 m عن سطح الأرض ، وفي قاع التل سارت العربة على سطح افقي خشن يؤثر في العربة بقوة احتكاك مقدارها 2.0 N ، ما المسافة التي تتحركها العربة على السطح الأفقي الخشن قبل أن تتوقف ؟ a.
image
b.
image
c. مضاعفة السرعة المتجهة يضاعف الطاقة الحركية أربع مرات . تتناسب الطاقة الحركية طرديا مع مربع السرعة .
57. كتلة كل من أسماء وآمنة متساويتان وتساوي 45 kg ، وقد تحركتا معا بسرعة 10.0 m/s كجسم واحد .
a. ما مقدار الطاقة الحركية لهما معا ؟
b. ما نسبة كتلتهما مع لـ كتلة أسماء ؟
c. ما نسبة طاقتهما الحركية ما لـ الطاقة الحركية لأسماء ؟ فسر إجابتك .
الحل :
a.
image
b.
image
c.
image
نسبة طاقتهما الحركية لـ الطاقة الحركية لأسماء هي نفسها النسبة بين كتلتهما لـ كتلة أسماء . تتناسب الطاقة الحركية طرديا مع الكتلة .
58. القطار في فترة الخمسينات من القرن الماضي ، استخدم قطار تجريبي كتلته 2.5 x 104 kg ، وقد تحرك في مسار مستو بمحرك نفاث يؤثر بقوة دفع مقدارها 5.00 x105 N خلال مسافة 509 m . فما مقدار :
a. الشغل المبذول على القطار ؟
b. التغير في الطاقة الحركية للقطار ؟
c. الطاقة الحركية النهائية للقطار إذا بدأ حركته من السكون ؟
d. السرعة النهائية للقطار إذا أهملنا قوى الاحتكاك ؟
الحل :
a.
image
b.
image
c.
image
d.
image
59.مكابح السيارة تتحرك سيارة وزنها 14700 بسرعة 25 m/s ، وفجأة استخدم السائق المكابح ، وأخذت السيارة في التوقف ، كما في الشكل 4-16 . فإذا كان متوسط قوة الاحتكاك بين عجلات السيارة والطريق تساوي 7100 N فما المسافة التي تتحركها السيارة قبل أن تتوقف ؟
image
الحل :
image
60. تتحرك عربة صغيرة كتلتها 15.0 kg بسرعة متجهة مقدارها 7.50 m/s على مسار مستو ، فإذا أثرت فيها قوة مقدارها 10.0N فتغيرت سرعتها وأصبحت 3.20 m/s . ما مقدار :
a. التغير في الطاقة الحركية للعربة ؟
b. الشغل المبذول على العربة ؟
c. المسافة التي ستتحركها العربة خلال تأثير القوة ؟
الحل :
a.
image
b.
image
c.
image
61. يتسلق علي حبلا في صالة اللعب مسافة 3.5 m . ما مقدار طاقة الوضع التي يكتسبها إذا كانت كتلته 60.0kg ؟
الحل :
image
62. البولنج احسب الزيارة في طاقة الوضع لكرة بولنج كتلتها 6.4 kg عندما ترفع 2.1 m لـ أعلى نحو رف الكرات .
الحل :
image
63. احسب التغير في طاقة الوضع لخديجة عندما تهبط من الطابق العلوي لـ الطابق السفلي مسافة 5.50 m ، علما بأن وزنها 505 N ؟
اذا لم تجد اي بيانات حول
وضح العلاقة بين الشغل المبذول والتغير في الطاقة
فاننا ننصحك بإستخدام موقع السيرش في موقعنا مصر النهاردة وبالتأكيد ستجد ماتريد ولا تنس ان تنظر للمواضيع المختلفة اسفل هذا الموضوع
