الفصل الرابع : الطاقة وحفظها

– تزيد طاقة النظام بمقدار الشغل المبذول على النظام .

– تنقص طاقة النظام بمقدار الشغل الذي يبذله النظام .

– الطاقة الحركية النهائية = الطاقة الحركية الابتدائية + الشغل المبذول على الجسم .

– العوامل التي تعتمد عليها الطاقة الحركية :

1) كتلة الجسم حيث تتناسب طاقة حركة الجسم طرديا مع كتلته .

2) سرعة الجسم حيث تتناسب حركة الجسم طرديا مع مربع سرعته .

– معامل تزايد الطاقة الحركية لجسم يساوي مربع معامل تزايد سرعة هذا الجسم .

– أنواع الطاقة الحركية :

1) طاقة حركية خطية .

2) طاقة حركية دورانية .

و تعتمد طاقة الحركة الدورانية للجسم على سرعته الزاوية .

– محرك الشاحنة يبذل شغلا أكبر من شغل محرك السيارة الصغيرة عندما تسيران بنفس السرعة لأن كتلة الشاحنة أكبر .

– طاقة الحركة دائما موجبة فلا يوجد طاقة حركة سالبة .

– أنواع الطاقة المختزنة :

1- مختزنة بطرق ميكانيكية (طاقة وضع الجاذبية ، طاقة الوضع المرونية )

2- الطاقة الكيميائية (الطاقة المختزنة في الوقود )

– طاقة وضع الجاذبية : طاقة مختزنة في النظام نتيجة تأثير قوة الجاذبية .

– مستوى الاسناد : المستوى الذي تكون عنده طاقة الوضع تساوي الصفر .

– طاقة وضع الجاذبية موجبة فوق مستوى الإسناد وسالبة تحته .

– العوامل المؤثرة في طاقة وضع الجاذبية : وزن الجسم و بعد الجسم عن مستوى الاسناد .

– قانون طاقة وضع الجاذبية : PE = mgh

– أثناء صعود الجسم تبذل الجاذبية شغلا سالبا يبطئ من سرعته حتى يتوقف .

– أثناء سقوط الجسم تبذل الجاذبية شغلا موجبا يزيد من سرعته .

– تحولات الطاقة لكرة تقذف رأسيا لأعلى :

1) في لحظة قذف الكرة يمتلك النظام طاقة حركية أما طاقة الوضع فتساوي الصفر .

2) أثناء الصعود لأعلى تتحول طاقة الحركة تدريجيا إلى طاقة وضع .

3) عند أقصى ارتفاع يمتلك النظام طاقة وضع أما طاقة الحركة تساوي صفرا .

4) أثناء السقوط تتحول طاقة الوضع تدريجيا إلى طاقة حركة .

5) في جميع نقاط الحركة مجموع طاقة الحركة وطاقة الوضع يساوي مقدارا ثابتا .

– طاقة الوضع المرونية : طاقة مختزنة في الجسم المرن نتيجة تغير شكله

– من اشهر الأمثلة على طاقة الوضع المرونية :

(الطاقة المختزنة في الوتر المشدود ، النابض المشدود ، الأربطة المطاطية ، منصات القفز )

– تحولات الطاقة في وتر القوس :

1) الشغل المبذول لسحب وتر القوس يخزن على شكل طاقة وضع مرونية في الوتر .

2) عند إفلات الوتر تتحول طاقة وضعه المرونية إلى طاقة حركية فيندفع إلى الأمام .

– تحولات الطاقة في لعبة القفز بالزانة :

1) يركض اللاعب حاملا عصا الزانة فيكتسب طاقة حركية .

2) عند ثني العصا يتحول جزء من الطاقة الحركية إلى طاقة وضع مرونة في العصا .

3) عندما تستقيم العصا تتحول طاقة الوضع المرونية إلى طاقة حركية فيرتفع اللاعب .

– الطاقة السكونية : كتلة الجسم مضروبة في مربع سرعة الضوء

– للكتلة نفسها طاقة وضع تسمى الطاقة السكونية .

– قانون الطاقة السكونية : E0 = mc2