ورود به بخش کنکور (راهنمايي)

خانه كار و انرژي دما و گرما الکتريسيته ساکن الکتريسيته جاري بازتاب نور  وآيينه ها شكست نور-عدسيها اندازه گيري - بردارها حرکت ديناميک ويژگيهاي ماده و فشار مغناطيس حركت نوساني موج هاي مكانيكي ترموديناميک موج الكترومغناطيس صوت فيزيک اتمي ساختار هسته

 فيزيك 1و آزمايشگاه

  انرژي

 

صفحه اول ] صفحه 2 ] صفحه 3 ] صفحه 4 ] صفحه 5 ] صفحه 6 ] صفحه 7 ] حل تمرين فصل 1 فيزيک1 ] ادامه حل تمرين فصل 1 فيزيک1 ] صفحه 8 ] صفحه 9 ] صفحه 10 ] صفحه 11 ] صفحه 12 ] صفحه 13 ] [ صفحه 14 ] پاسخ تمرينهاي فصل کار و انرژي ] ادامه پاسخ تمرينهاي فصل کار و انرژي ] تمرينهاي تكميلي فصل چهارم ] ادامه تمرينهاي تكميلي فصل چهارم ] پاسخ به سوالات ]


فهرست مطالب

آهنگ مصرف انرژي
انرژي جنبشي
انرژي دروني
انرژي دروني
انرژي پتانسيل گرانشي(U)
انرژي پتانسيل كشساني
انرژي مكانيكي
منابع انرژی
كار
قضية كار و انرژي
بايستگي انرژي مكانيكي
فرمول انرژي پتانسيل كشساني فنر  
انرژي پتانسيل الكتريكي
توان
بازده ( راندمان):Ra

انرژي پتانسيل الكتريكي:

اگر بخواهيم دو بار الكتريكي همنام ( +و+ ) يا (-و-) را به هم نزديك كنيم و يا دو بار الكتريكي نا همنام را ( +و-) از هم دور نماييم ، بايد انرژي مصرف كنيم . اين انرژي بصورت انرژي پتانسيل در بارها ذخيره مي شود .

نكته : هر چقدر فاصله دو بار نا همنام از هم بيشتر باشد ، انرژي پتانسيل الكتريكي بيشتري خواهند داشت . زيرا يكديگر را جذب مي كنند.
نكته : هرچقدر فاصله دو بار همنام از هم كمتر باشد ، انرژي پتانسيل الكتريكي بيشتري خواهند داشت . زيرا يكديگر را دفع مي كنند.

س: انرژي پتانسيل چگونه است؟

ج: انرژي را كه يك جسم به دليل موقعيت خاص در خود ذخيره دارد، انرژي پتانسيل مي نامند. مثل انرژي پتانسيل گرمايي،الكتريكي، كشساني و گرانشي و آنرا با نماد U نشان مي دهند.

س: انرژي پتانسيل گرانشي چگونه است؟

ج: انرژي را كه يك جسم به دليل داشتن ارتفاع از سطح زمين در خود ذخيره دارد، انرژي پتانسيل گرانشي آن مي نامند. و بنا به تعريف انرژي پتانسيل گرانشي يك جسم در يك نقطه نسبت به زمين برابر است با كاري كه انجام مي دهيم تا جسم را با سرعت ثابت از سطح زمين تا ارتفاع h منتقل كنيم.

 

 

Eتذكر 1: در صورتيكه جسم از ارتفاع h1 به ارتفاع h2 منتقل شود، خواهيم داشت:

به ازاء، انرژي پتانسيل گرانشي جسم افزايش مي يابد و به ازاء كاهش پيدا مي كند در حالت اول و در حالت دوم خواهد بود.

كار نيروي وزن در جابه جايي فوق برابر است با:

و در حالت كلي:

                                          يا                                 

يعني كار نيروي وزن در يك جابه جايي قائم، برابر منفي اختلاف انرژي پتانسيل گرانشي دو نقطه است. اين بدان معني است كه نيروي وزن به نوع و شكل مسير بستگي ندارد و فقط به جابه جايي جسم در راستاي قائم بستگي دارد.

Eتذكر 2: دقت نماييد اگر مبدأ سنجش ارتفاع( كه معمولاً سطح زمين است) را عوض كنيم، مقدار انرژي پتانسيل هر نقطه تغيير مي كند اما اختلاف انرژي هاي پتانسيل بين نقاط مختلف همواره ثابت مي ماند.

تمرين 4-3: انرژي پتانسيل جسم در شكل مقابل را در ارتفاع ،  و و صفر به دست آوريد و جدول تمرين (4-3) را تكميل كنيد و نمودار تغييرات انرژي جنبشي و انرژي پتانسيل گرانشي و مجموع آنها را بر حسب ارتفاع رسم كنيد.

جواب:

      

س: انرژي پتانسيل كشساني چگونه است؟

ج: تعريف: انرژي پتانسيل فنر تغيير طول يافته را انرژي پتانسيل كشساني مي نامند در واقع اين انرژي ذخيره شده برابر كاري است كه به هنگام كشيدن يا فشردن فنر انجام شده است و فنر مي تواند موقع رها شدن اين انرژي را دوباره به كار تبديل نمايد.

Eتذكر1: انرژي پتانسيل كشساني ذخيره شده در يك فنر از رابطه زير  به دست مي آيد:

x تغيير طول فنر نسبت به طول طبيعي و K ضريب سختي آن است.

Eتذكر 2: علي رغم انرژي جنبشي، براي انرژي پتانسيل يك رابطه رياضي كلي وجود ندارد زيرا رابطه رياضي انرژي پتانسيل به نيرويي كه با آن سرو كار داريم بستگي دارد و اين نيرو نيز با وضعيت جسم مورد نظر نسبت به محيط آن سنجيده مي شود.

 

توان Nellie

مقدار كار انجام شده در واحد زمان را گويند و با p نشان مي دهند .

واحد توان در سيستم SI عبارتست از : وات (w) يا ژول بر ثانيه (J/s)

فرمولهاي ديگر توان :

اگر بخواهيم كار نيروي وزن را در يك جابجايي قائم حساب كنيم ، از فرمول w=mgh استفاده كرده ، كه در اين حالت توان مصرفي عبارت است از :power

 

 

 اگر بخواهيم در فرمول توان ، رابطه بين نيرو و سرعت را بنويسيم ، داريم كه :

 

 

بازده ( راندمان):Ra

نسبت كار مفيد به كل كار ورودي را بازده گويند . كه بصورت درصد (%) نشان داده مي شود.

فرمولهاي بازده :

توجه :

هيچگاه كار مفيد ( كار خروجي) يك ماشين با كار ورودي آن برابر نيست . زيرا مقداري انرژي بعلت اصطكاك تلف يا صرف حركت دادن ماشين مي شود .

مثال 6:

يك موتور الكتريكي به توان 2500 وات مي تواند باري به جرم 4000 كيلو گرم را در راستاي قائم در مدت يك دقيقه به اندازه 3 متر بالا ببرد. بازده موتور را حساب كنيد .

جواب :

 

 

 

مثال 7 :

اتومبيلي با سرعت ثابت 72 كيلومتر بر ساعت در يك جاده افقي در حال حركت است . اگر نيروي موتور ثابت و برابر 104 نيوتن باشد ، توان آنرا حساب كنيد.

جواب :

72 km/h ÷ 3.6=20 m/s

P=FV=104*20=2*105 وات