پاورپوینت پایستگی انرژی

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

نام درس
فصل هشتم: فیزیک 1

اسلاید 2 :

فصل 8 – پایستگی انرژی

اسلاید 3 :

فصل 8 – پایستگی انرژی

نیروهای پایستار
انرژی پتانسیل
دستگاههای پایستار یک بعدی
دستگاههای پایستار دو بعدی و سه بعدی
پایستگی انرژی

اسلاید 4 :

فصل 8 – نیروهای پایستار

یک نیرو هنگامی پایستار است که کار انجام شده توسط آن روی یک ذره در یک مسیر بسته صفر باشد. در غیر این صورت نیرو نا پایستار است.

مثلا نیروی فنر پایستار است. چون مطابق شکل با فرض نبود اصطکاک جسم هنگام بر گشت به نقطه شروع همان سرعت اولیه را دارد.

اسلاید 5 :

در شکل قبل، بر طبق قضیه کار – انرژی جنبشی ، کار برآیند نیرو ها صفر است چون تغییر انرژی جنبشی ذره صفر است ، پس نیروی فنر پایستار است.

طریقه دیگر بیان نیروی پایستار :

کار نیروی پایستار به مسیر طی شده بستگی ندارد

اسلاید 6 :

اگر نیروی وارد بر ذره پایستار باشد کار آن در دو مسیر شکل زیر یکسان است.

اسلاید 7 :

یکی دیگر از نیروهای پایستار نیروی گرانشی است. چون مطابق شکل با فرض نبود اصطکاک، جسم هنگام بر گشت به نقطه شروع همان سرعت اولیه را دارد.

اسلاید 8 :

فصل 8 – انرژی پتانسیل

انرژی پتانسیل یک دستگاه معرف شکلی از انرژی ذخیره شده است که می تواند مورد استفاده قرار گیرد و به انرژی جنبشی تبدیل شود.

اگر در طول حرکت جسم فقط نیروی پایستار بر جسم وارد گردد، مجموع انرژی پتانسیل و جنبشی در حین حرکت ثابت است که آن را انرژی مکانیکی می نامند.

اسلاید 9 :

چون کار انجام شده توسط یک نیروی پایستار فقط به نقاط ابتدایی و انتهایی حرکت بستگی دارد،کار این چنین نیرویی فقط به موضع ذره بستگی دارد پس :



بر طبق قضیه کار –انرژی جنبشی :

اسلاید 10 :

چون انرژی پتانسیل فقط به موضع ذره بستگی دارد پس :

رابطه بین یک نیروی پایستار و انرژی پتانسیل منتسب به آن :

اسلاید 11 :

فصل 8 – دستگاههای پایستار یک بعدی

محاسبه انرژی پتانسیل برای دو نمونه از نیروهای پایستار ، یعنی نیروی گرانش و نیرو فنر:
الف ) انرژی پتانسیل گرانشی:

اسلاید 12 :

ب ) انرژی پتانسیل کشسانی:

توجه: در محاسبات فوق مبدا انرژی پتانسیل در مبدا مختصات فرض شده است .

اسلاید 13 :

فصل 8 – دستگاههای پایستار یک بعدی

با توجه به قانون پایستگی انرژی مکانیکی ملاحظه می شود مجموع انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل ذخیره شده در سیستم جرم + زمین ثابت است:

اسلاید 14 :

فصل 8 – دستگاههای پایستار دو بعدی و سه بعدی

در این حالت انرژی پتانسیل تابعی از سه مختصه است ورابطه پایستگی انرژی :

بردار نیروی پایستار :

اسلاید 15 :

چند نکته در حل مسائل:

1 - اگر درطی حرکت ذره فقط نیروهای پایستار بر ذره وارد گردد و یا اگر نیروهای ناپایستار نیز بر ذره وارد می شوند کار آنها در طول حرکت صفر باشد د راین صورت انرژی مکانیکی پایسته است یعنی د رکلیه نقاط حرکت انرژی مکانیکی یکسان است ::

اسلاید 16 :

2 - اگر د رطی حرکت ذره ازa تا b نیروی ناپاستار ، مثلا نیروی اصطکاک (fk ) نیز بر ذره وارد گردد در این صورت انرژی مکانیکی پایسته نیست و از فرمول زیر برای حل مسئله استفاده می کنیم:

اسلاید 17 :

مثال1- بچه ای مطابق شکل از ارتفاع 5/8 متری به پایین می لغزد. با فرض اینکه اصطکاک نیست سرعت در انتهای مسیر چقدر است؟

اسلاید 18 :

حل:

اسلاید 19 :

مثال2-گلوله ای به جرم 2/5 کیلو گرم مطابق شکل
از توپی د رارتفاع 18 متری با سرعت اولیه 14 متر بر
ثانیه شلیک می شود و به اندازه 21 سانتیمتر در شن فرو
می رود. با صرف نظر کردن ا زنیروی مقاومت هوا
کار نیروی مقاومت شن و اندازه نیروی مقاومت متوسط
وارد بر جسم از طرف شن را تعیین کنید.