آموزشی کار و انرژی پتانسیل

[-pariya-]

کار و انرژی پتانسیل​

 

[-pariya-]

اصل کار و انرژی پتانسیل یکی از نظریه‌های مهم در دوره‌های مقدماتی فیزیک است. این موضوع آنقدر مهم است که ممکن است کمی گیج‌کننده به نظر بیاید، ولی در واقع اینگونه نیست. در این مطلب قصد داریم کار و انرژی پتانسیل و رابطه آن‌ها را به زبان ساده و قابل فهم ارائه کنیم.

 

[-pariya-]

کار
بسیاری از متن‌های مربوط به کار و انرژی پتانسیل در فیزیک با این جمله شروع می‌شوند که انرژی نه ایجاد می‌شود و نه از بین می‌رود و تنها از شکلی به شکل دیگر تغییر می‌کند. همچنین انواع مختلفی از انرژی وجود دارد که شامل انرژی جنبشی، انرژی پتانسیل، انرژی حرارتی و انرژی شیمیایی می‌شود.

 

[-pariya-]

از طرف دیگر کار به عنوان توانایی تغییر انرژی تعریف می‌شود. شاید این موضوع خنده‌دار به نظر بیاید ولی تقریباً تمام کتاب‌هایی که قصد آموزش مفهوم کار و انرژی پتانسیل را دارند از همین طریق بحث را باز می‌کنند و به این ترتیب رابطه ریاضی کار را ارائه می‌دهند که عبارت است از:

 

[-pariya-]

 

[-pariya-]

در صورتی که اصطکاک وجود داشته باشد کار دو مسیر با یکدیگر یکسان نیست و کار مسیر ۲ بیشتر از مسیر ۱ است ولی اگر نیروی وارد بر جسم تنها گرانش باشد و کار با نیروی گرانش انجام شود، کار مسیر ۱ و مسیر ۲ با یکدیگر یکسان خواهد بود.

 

[-pariya-]

نیروهای پایستار و ناپایستار
تفاوت نیروی گرانش و اصطکاک در چیست که سبب متغیر شدن مقدار کار و انرژی پتانسیل در دو مسیر می‌شود؟

 

[-pariya-]

در جواب به این سوال باید گفت که گرانش را یک نیروی پایستار و اصطکاک را یک نیروی ناپایستار می‌نامیم. در حقیقت در نیروی پایستار مسیر حرکت بر میزان کار انجام شده توسط نیرو تاثیر ندارد

 

[-pariya-]

ولی در نیروی ناپایستار مسیر حرکت در میزان کار و انرژی پتانسیل دستگاه تاثیر دارد. در نیروهای پایستار مانند گرانش، نیروی فنر، نیروهای الکترواستاتیک و غیره کل انرژی جنبشی جسم به کار و انرژی پتانسیل تبدیل می‌شود

 

[-pariya-]