آموزشی کار و انرژی جنبشی

[-pariya-]

 

[-pariya-]

در شکل فوق، نیروی موتور هواپیما هم‌جهت با جا‌به‌جایی است (یعنی ) و در نتیجه کار کل انجام شده روی هواپیما مثبت است. مشاهده می‌کنید که در این حالت سرعت هواپیما در حین جا‌به‌جایی بیشتر شده که به معنی افزایش انرژی جبنشی است

 

[-pariya-]

در شکل فوق، چتر باز شده در پشت ماشین مسابقه، سبب افزایش نیروی اصطکاک شده که این نیرو در خلاف جهت جابه‌جایی ماشین مسابقه است ().

 

[-pariya-]

در نتیجه کار انجام شده توسط آن منفی بوده که در این حالت سرعت ماشین به دلیل وجود این نیرو اصطکاک (فرض کنید راننده پدال گاز را فشار نمی‌دهد.) پس از جا‌به‌جایی کمتر می‌شود.

 

[-pariya-]

یعنی این کار انجام شده منفی باعث کاهش انرژی جنبشی ماشین مسابقه شده است.

 

[-pariya-]

اثبات قضیه کار و انرژی
در مقاله (حرکت با شتاب ثابت – فیزیک دوازدهم) با رابطه‌ای جهت محاسبه سرعت یک جسم که مستقل از زمان بود، آشنا شدیم. این رابطه به صورت زیر است

 

[-pariya-]

در رابطه فوق، a شتاب حرکت جسم، m جرم جسم و F نیروی خالص وارد شده به جسم است. حال برای اثبات قضیه کار و انرژی به سادگی کافی است از دو رابطه‌ای که عنوان کردیم در رابطه کار استفاده کنیم. یعنی:

 

[-pariya-]

کار و انرژی پتانسیل
همان‌طور که می‌دانید، منظور از انرژی پتانسیل‌، انرژی ذخیره‌ای است و بر خلاف انرژی جنبشی که یه حرکت یک جسم وابسته است، ویژگی‌ یک سامانه (سیستم) است تا ویژگی یک جسم منفرد.

 

[-pariya-]

می‌توان گفت که انرژی پتانسیل به مکان اجسام یک سامانه (سیستم) از یکدیگر بستگی دارد. هر سامانه می‌تواند دست کم از دو جسم یا تعداد بسیار بیشتری از اجسام تشکیل شده باشد. سه انرژی پتانسیل معروف به قرار زیر هستند:

 

[-pariya-]

انرژی پتانسیل گرانشی
انرژی پتانسیل کشسانی
انرژی پتانسیل الکتریکی