انرژي پتانسيل كشساني

نوشته شده توسط 

نيرو باعث تغيير شكل اجسام مي‌شود. تغيير شكل اجسام به مقدار و جهت نيرو بستگي دارد.

engs32 engs33


در ضمن جنس يک جسم نيز در ميزان تغيير شكل آن اثر دارد. يك فنر فولادي بسيار كمتر از يك فنر آلومينيومي خم مي‌شود.

ابعاد و ضخامت جسم نيز در ميزان تغيير شكل آن اثر دارند.

 

pe-hc-ri-mot-201 pe-hc-ri-mot-202

 

به دو شكل زير توجه كنيد.

آيا براي بيرون ريختن سُس از محفظه‌هاي زير بايد كار انجام شود؟ چرا؟

تفاوت اين دو ظرف در چيست؟ كدام يك از اين ظرف‌ها پس از برداشتن نيروي دست، شكل اوليه خود را باز مي‌يابند؟

در كدام يك ، انرژي صرف شده براي تغيير شكل ظرف ، تلف شده و ظرف به خودي خود به حالت اول باز نمي‌گردد؟

 

engs35 engs34

 

تفاوت يک تيرکمان کشيده شده با تيرکمان در حالت عادي چيست؟ چرا يکي از آن‌ها مي‌تواند به سنگ سرعت داده و آن را پرتاب کند؟

 

pe-hc-ri-nsp-125-a pe-hc-ri-nsp-125-b

 

انرژي سنگ پرتاب شده از کجا آمده است؟

 

pe-hc-ri-brt-2047 pe-hc-ri-brt-2046

 

به شكل زير توجه كنيد.

در اين شكل مي‌بينيد كه يك توپ در حال حركت، فنري را فشرده مي‌كند (در اين فرآيند انرژي جنبشي توپ كاهش مي‌يابد). وقتي فنر در حد نهايي خود جمع شد، ديگر توپ انرژي جنبشي ندارد. اگر قانون پايستگي انرژي را پذيرفته باشيم، ناگزيريم انرژي را در جايي ديگر جستجو کنيم. در اين شرايط مي‌گوييم در فنر انرژي ذخيره شده است.

 

pe-hc-ri-mot-203-a


اگر فنر باز شود، انرژي فنر آزاد شده و مي‌تواند باعث بازگشت توپ و افزايش انرژي جنبشي آن شود.

pe-hc-ri-mot-203-b

 

برخي اجسام با تغيير شکل يافتن شان قادرند که انرژي را ذخيره کنند.

pe-hc-ri-cpp-034-a pe-hc-ri-cpp-034-b

آيا کش کشيده شده انرژي دارد؟ چرا؟

آيا تخته‌ي شناي خم شده انرژي دارد؟ چرا؟


در شکل روبرو توپي در يک ارتفاع مشخص قرار دارد و به واسطه‌ي آن 5 ژول انرژي پتانسيل گرانشي در آن ذخيره شده است. با رها شدن توپ، انرژي پتانسيل کاهش و انرژي جنبشي افزايش مي‌يابد.

ene65-a

در پايين سطح شيبدار، توپ فقط انرژي جنبشي دارد و بنا به پايستگي انرژي، مقدار انرژي جنبشي آن برابر 5 ژول است.

ene65-b

توپ در ادامه‌ي مسير به فنري رسيده و آن را فشرده مي‌کند. در نهايت لحظه‌ي فرا مي‌رسد که توپ ساکن مي‌شود. در اين لحظه انرژي در کجا ذخيره شده است؟

ene65-c


بسياري از اجسام و يا مواد وقتي بوسيله نيرو تغيير شكل مي‌يابند بخشي از انرژي را در خود ذخيره مي‌كنند، به اين صورت از انرژي، انرژي پتانسيل كشساني مي‌گويند.

در مدل‌سازي زير جسمي به فنري وصل شده است. "سختي فنر" مقدار نيروي فنر به ازاي مقدار تغيير شکل مشخص از آن را نشان مي‌دهد (در سال آينده با آن آشنا مي‌شويد). سختي فنر تا حدودي قدرت فنر را نيز نشان مي‌دهد. در مدل‌سازي مقدار آن را روي عددي خاص قرار دهيد. با موشواره جسم را کشيده و رها کنيد. چه تبديل انرژي‌هايي در اين حرکت روي مي‌دهد؟


در مدل‌سازي زير حرکت جسم متصل به فنر و انرژي جنبشي جعيه و انرژي پتانسيل فنر را در هر لحظه مي‌بينيد. در هر لحظه، نقطه‌ي واقع شده روي نمودار قرمز انرژي جنبشي و در همان راستا نقطه‌ي روي نمودار آبي انرژي پتانسيل فنر را نشان مي‌دهد. انرژي مکانيکي اين مجموعه نيز با رنگ سبز نشان داده شده است. به نظر شما آيا بين جسم و سطح زمين اصطکاک وجود دارد؟


آخرین ویرایش در چهارشنبه, 08 شهریور 1391 ساعت 11:20

2 نظرها

  • پیوند نظر ناتاشا جمعه, 24 بهمن 1393 ساعت 19:59 ارسال شده توسط ناتاشا

    اگه به جای سوال پاسخ هم میدادید خوب میشد
    چیستا:
    اما بهتره که شما به دنبال پاسخ بروید!

  • پیوند نظر نرگس سه شنبه, 07 بهمن 1393 ساعت 22:29 ارسال شده توسط نرگس

    این مطلب بسیار کامل و عالیست . ممنون

نظر دادن

از پر شدن تمامی موارد الزامی ستاره‌دار (*) اطمینان حاصل کنید. کد HTML مجاز نیست.