إذا سُمح لقوة ما بالتصرف من خلال مسافة، فإنها تقوم بعمل ميكانيكي. وبالمثل، إذا تم السماح ل عزم الدوران بالعمل من خلال مسافة دورانية، فإنه يقوم بعمل. رياضياً، للدوران حول محور ثابت عبر مركز الكتلة، يمكن التعبير عن الشغل W كـ حيث τ هي عزم الدوران، و 1 θ و θ2 (على التوالي) تمثلان المواضع الزاويّة الأولية والنهائية للجسم. دليل العلاقة بين عزم الدوران والقوة والطاقة يُعطى الشغل المبذول بواسطة قوة متغيرة تعمل على إزاحة خطية محدودة من خلال دمج القوة بالنسبة إلى الإزاحة الخطية الأولية ds. ومع ذلك، فإن الإزاحة الخطية متناهية الصغر ds مرتبطة بالإزاحة الزاوية المقابلة dθ ومتجه نصف القطر r مثل: يعطي الاستبدال في التعبير أعلاه للعمل: التعبير. F. dθ × r هو منتج ثلاثي عددي معطى بواسطة [ f dθ r]. التعبير البديل لنفس المنتج الثلاثي القياسي هو: ولكن وفقًا لتعريف عزم الدوران، البديل المقابل في التعبير عن العمل يعطي، نظرًا لتغيير معلمة التكامل من الإزاحة الخطية إلى الإزاحة الزاوية، تتغير حدود التكامل أيضًا وفقًا لذلك، مما يعطي: إذا كان عزم الدوران والإزاحة الزاوية في نفس الاتجاه، فإن المنتج القياسي ينخفض إلى منتج من المقادير؛ على سبيل المثال، إعطاء: ويترتب على نظرية الشغل والطاقة أن W تمثل أيضًا التغيير في الطاقة الحركية الدورانية للجسم Er، المعطاة من خلال: حيث I عي لحظة القصور الذاتي للجسم و سرعته الزاوية.
القانون: W = Fd الوحدة: ( J) جول = N. m الطاقة الحركية: ( (KE هي حاصل ضرب نصف الكتلة في مربع السرعة بينها. القانون: KE= الوحدة: Kg. J=N. m=kg نظرية الشغل - الطاقة الطاقة الحركية = الشغل الطاقة: قدرة الجسم على احداث تغير في ذاتة وفي ما يحيط به الطاقة الحركية: الطاقة الناتجة عن حركة الجسم. مثال 1 الشغل والطاقة ينزلق قرص هوكي كتلتة 105g على سطح جليدي فأذا اثر لاعب بقوة ثابته مقدارها 4. 50N في القرص فحركه لمسافة 0. 150m في اتجاه القوة نفسها, فما مقدار الشغل الذي بذله اللاعب على القرص ؟ وما مقدر التغير في الطاقة القرص؟ تحليل المسألة ورسمها · ارسم مخططا توضيحيا للحالة يوضح الظروف الابتدايئة · كون نظاما احداثياعلى ان تكون x+ في اتجاه اليمين · ارسم مخطط المتجهات لمعلوم المجهول m=150g w=? F=4. 50N d=0. 150m ايجاد الكمية المجهولة استخدم معادلة الشغل عندما تؤثر قوة ثابتة في اتجاه الازاحة الجسم نفسة عوض مستخدما d=0. 150m, F=4. 50N 1J=1N. M استخدم نظرية لشغل _الطاقة لحساب التغير في الطاقة النظام. عوض مستخدما W=0. 675J الحل: W=Fd =(4. 50N)(0. 150m) =0. 675N. m =0. 675 J W= = مسائل تدريبية: يؤثر طالبان معا بقوة مقدارها 825N لدفع سيارة مسافة.
نظرية الشغل والطاقة الحركية - Google Drive
تنص نظرية الشغل والطاقة على ان الشغل يساوي ، هناك عدد من المفاهيم التي لا بد من فهمها من أجل التمكن من دراسة الظواهر والعلوم الفيزيائية، وأحد أهم تلك المفاهيم هو الشغل، وهو مصطلح يعبر عن القوة التي يتم بذلها بجسم ما من أجل تحريك جسم ما. وإن مفهوم الشغل يحتل أهمية كبيرة بين العلوم المختلفة كونه يعتبر من الأساسيات اللازمة لأجل عملية تفسير مختلف القوانين، اضافة الى التمكن من فهمها بالشكل السليم، ابقوا معنا، حيث سنقوم بالإجابة عن سؤال تنص نظرية الشغل والطاقة على ان الشغل يساوي. بما أن الحديث هنا عن شغل فبالتالي لا بد من الحديث عن كل من الجهد والطاقة، حيث أنه كل تلك المفاهيم تعتبر مترابطة ببعضها البعض بصورة واضحة وتكون مبنية على بعضها الآخر، وتكون الإجابة عن سؤال تنص نظرية الشغل والطاقة على ان الشغل يساوي هي: يساوي التغير في الطاقة وكذلك بالقانون حاصل ضرب القوة في إزاحة الجسم.
الفائدة الميكانيكية: MA = Fr/Fe الفائدة الميكانيكية للآلة: تساوي ناتج قسمة المقاومة على القوة. عندما تكون الفائدة الميكانيكية أكبر من 1 فإن الآلة تعمل على زيادة القوة التي أثر بها شخص ما. الفائدة الميكانيكية المثالية (IMA) تساوي إزاحة القوة مقسومة على إزاحة المقاومة. يكون الشغل المبذول في الآلات الحقيقية أكبر من الشغل الناتج. وإن إزالة الطاقة من النظام تعني أن هناك نقصانا في الشغل مما يجعل الآلة أقل كفاءة وفاعلية عند إنجاز المهمة. هناك قانونين يمكننا استعمالها عند إيجاد الكفاءة: 1- الكفاءة: إن كفاءة الآلة (كنسبة مئوية%): تساوي الشغل الناتج مقسوما على الشغل المبذول مضروبا في العدد 100. 2- الكفاءة بدلالة الفائدة الميكانيكية والفائدة الميكانيكية المثالية: جميع الآلات الحقيقية كفاءتها اقل من 100%. الآلة المركبة: هي الآلة التي تتكون من آلتين بسيطتين أو اكثر ترتبطان معا, بحيث تصبح المقاومة لإحدى هذه الآلات قوة (مسلطة) للآلة الأخرى. الفائدة الميكانيكية للآلة المركبة ( MA): تساوي حاصل ضرب الفوائد الميكانيكية للآلات البسيطة التي تتكون منها. إن جسم الإنسان مزود أيضا بآلات بسيطة على هيئة رافعات تمنحه القدرة على السير والركض, إلا ان أنظمة الرافعات في جسم الإنسان اكثر تعقيدا ولكل نظام الأجزاء الرئيسية التالية: 1- قضيب صلب (العظام) 2- مصدر قوة (انقباض العضلات) 3- نقطة ارتكاز (المفاصل المتحركة بين العظام) 4- مقاومة (وزن جزء الجسم أو الشيء الذي يتم رفعه أو تحريكه) إن الأشخاص طوال القامة لديهم أنظمة رافعة فائدتها الميكانيكية اقل من الأشخاص القصار القامة.
[5] طاقة الوضع هي الطاقة التي تكتسب أهمية من وضعها أو موقعها، وتتضمن أمثلة طاقة الوضع التزلج على قمة تل، ويمكن استخدام إحدى المعادلات الأكثر شيوعًا لطاقة الوضع لتحديد طاقة الجسم فيما يتعلق بارتفاعه فوق القاعدة: E = mgh PE هي طاقة وضع، m كتلة، g تسارع بسبب الجاذبية، و h ارتفاع. الوحدة لطاقة الوضع هي الجول (J) ونظرًا لأنها تعكس موضع الجسم، يمكن أن يكون لها علامة سالب. [5] أنواع أخرى من الطاقة بينما تصنف الميكانيكا الكلاسيكية كل الطاقة إما على أنها حركية أو موضعية، هناك أشكال أخرى من الطاقة، مثل: طاقة الجاذبية: الطاقة الناتجة عن جذب كتلتين لبعضهما البعض. الطاقة الكهربائية: الطاقة الناتجة من شحنة كهربائية ثابتة أو متحركة. الطاقة المغناطيسية: الطاقة الناتجة من جذب المجالات المغناطيسية المعاكسة، أو تنافر المتشابهة. الطاقة النووية: الطاقة الناتجة من القوة التي تربط البروتونات والنيوترونات في نواة الذرة. الطاقة الحرارية: وهي طاقة يمكن قياسها على أنها درجة حرارة. الطاقة الكيميائية: هي الطاقة الموجودة في الروابط الكيميائية بين الذرات والجزيء. الطاقة الميكانيكية: مجموع الطاقة الحركية وطاقة الوضع.