Web Analytics Made Easy - Statcounter

التصنيفات


41 مشاهدات
في تصنيف فيزياء - الثانوية العامة بواسطة

ماذا يحدث عند عدم حفظ الطاقة الميكانيكية في الأنظمة المعزولة؟

أستنتج الشغل الناتج عن قوي الاحتكاك في غياب حفظ (بقاء) الطاقة الميكانيكية في الأنظمة المغلقة؟

1 إجابة واحدة

0 تصويتات
بواسطة

حفظ (بقاء) الطاقة الميكانيكية في نظام معزول

- الطاقة الكلية هي مجموع الطاقة الميكانيكية والطاقة الداخلية.

- التغيّر في الطاقة الكلية يساوي مجموع التغير في الطاقة الميكانيكية والتغير في الطاقة الداخلية، أي أن:

ماذا يحدث عند عدم حفظ الطاقة الميكانيكية في الأنظمة المعزولة؟

- فلنأخذ نظاماً معزولاً مؤلّفا من الأرض والكرة، ولندرس الطاقة الميكانيكية للكرة أثناء سقوطها سقوطاً حرًّا كما بالشكل التالي:

ماذا يحدث عند عدم حفظ الطاقة الميكانيكية في الأنظمة المعزولة؟

- الطاقة الكلية للنظام محفوظة ، أي أنّ 0 = ΔE، وبإهمال الاحتكاك مع الهواء، نستنتج أن الطاقة الداخلية للنظام لا تتغيّر ، أي أن 0 = ΔU. 

- هذا أن الطاقة الميكانيكية للنظام ثابتة لا تتغيّر بإهمال قوى الاحتكاك مع الهواء (ΔU = 0)،  أي أنّ ΔME = 0 هذا يعني أن:

ماذا يحدث عند عدم حفظ الطاقة الميكانيكية في الأنظمة المعزولة؟

- في الأنظمة المعزولة عندما تكون الطاقة الميكانيكية محفوظة يمكننا أن نستنتج أن:

 التغير في الطاقة الكامنة (الوضع) يساوي معكوس التغير في الطاقة الحركية.

إنّ دراسة التبادل بين الطاقة الحركية وطاقة الوضع التثاقلية في غياب الاحتكاك في حركة البندول هي أحد الأمثلة والتطبيقات على مبدأ حفظ الطاقة الميكانيكية في الأنظمة المعزولة.

- البندول البسيط هو نظام ميكانيكي يظهر حركة دورية ويتألف من كتلة صغيرة m علقت في خيط طوله L خفيف الكتلة مقارنة بالكتلة المعلقة، 

- ربط طرفه الآخر بحامل عند النقطة 'O كما هو مبين في الشكل التالي:

ماذا يحدث عند عدم حفظ الطاقة الميكانيكية في الأنظمة المعزولة؟

- إن سحب البندول البسيط من موضع الاستقرار ليصنع زاوية θm وليرتفع مسافة h عن المستوى الأفقي المارّ بمركز كتلته G0 عند موضع الاستقرار يجعله يكتسب طاقة وضع تثاقلية تتمثل بالمعادلة التالية:

ماذا يحدث عند عدم حفظ الطاقة الميكانيكية في الأنظمة المعزولة؟

- بالتعويض في المعادلة 1 ، وبما أنّ البندول في هذه الحالة ساكن (لا يتحرّك) ، فإن طاقته الحركية تساوي صفرًا، وعليه نستنتج أن الطاقة الميكانيكية للنظام تساوي :

- بعد إفلات البندول من السكون ، وفي أي لحظة بين نقطة الإفلات والنقطة G0 يكتسب البندول البسيط طاقة حركية ويخسر جزءا من طاقة  الوضع التثاقلية، وعليه نكتب الطاقة الميكانيكية في هذه اللحظة:

ماذا يحدث عند عدم حفظ الطاقة الميكانيكية في الأنظمة المعزولة؟

- عندما يصل البندول إلى النقطة G0 تصبح طاقة وضعه التثاقلية تساوي الصفر وتصبح طاقته الحركية قيمة عظمى وتساوي:

- تصبح الطاقة الميكانيكية تتمثل بالمعادلة:

إن غياب الاحتكاك حول النقطة O ومع الهواء ، يجعل الطاقة الميكانيكية للنظام محفوظة أي أن:

- إن تبادل الطاقة الحركية وطاقة الوضع التثاقلية بغياب الاحتكاك بدلالة تغيّر الزاوية يمكن تمثيلها بيانيا كالتالي:

ماذا يحدث عند عدم حفظ الطاقة الميكانيكية في الأنظمة المعزولة؟

- حيث يمثل الخط الأفقى حفظ الطاقة الميكانيكية، بينما يمثل المنحنى الأخضر تغير الطاقة الحركية التي تساوي صفرًا عندما يكون للزاوية θ أكبر مقدار. 

- بينما يمثل المنحنى الأحمر طاقة الوضع التثاقلية والتي تساوي صفرًا عند موضع الاستقرار G0 حيث يكون مقدار h مساويًا لصفر.

اسئلة متعلقة

مرحبًا بك إلى موقع أسئلة ترند ، حيث يمكنك طرح الأسئلة وانتظار الإجابة عليها من المستخدمين الآخرين.

تابعونا على مواقع التواصل الأجتماعي
اكتشف آخر الأسئلة على جوجل نيوز

تابع أحدث الأسئلة والإجابات عبر موقعنا على جوجل نيوز

متابعة موقعنا
...