در این فصل با مفهوم کار، انرژی مکانیکی، توان و انرژی پتانسیل آشنا می شوید.

 

 

 

کاروانرژی

در این فصل با مفهوم کار، انرژی مکانیکی، توان و انرژی پتانسیل آشنا می شوید.



  کار

 

w = fd

«کار به صورت حاصلضرب نیرو در جابه جایی تعریف می شود به طوری که جابه جایی در راستای نیرو انجام شود.
 

 

W = Fcosα .d

یکای کار N.m است که ژول نامیده می شود و با نماد J نشان داده می شود. کار یک کمیت نرده ای است. حال فرض کنید نیروی وارد بر جسم جابجایی زاویه θ می سازد در این حالت کار توسط مؤلفه نیروی f در راستای جابه جایی انجام می شود.

یکای کار N.M است که ژول نامیده می شود و با نماد J نشان داده می شود. کار یک کمیت نرده ای است. حال فرض کنید نیروی وارد بر جسم، با بردار جابه جایی زاویه θ می سازد، در این حالت کار توسط مؤلفه نیروی F در راستای جابه جایی انجام می شود F cosα مؤلفه f در راستای افقی است.
 

اگر θ = 0 ==> w=fd cos 0 ==> w=f.d بردار نیرو جابه جایی در یک راستا و همسو

اگر θ = 90 ==> w=fd cos 90 ==> w = 0 بردار نیرو جابه جایی با هم زاویه 90 دارند

اگرθ=180 ==> w=fd cos180 ==> w = - fdبردار نیرو جابه جایی در یک راستا و مختلف الجهت
 



  قضیه کار و انرژی

می دانید که وقتی کار انجام می شود، میزان انرژی جنبشی تغییر می کند. قضیه کار و انرژی رابطه کار و تغییر انرژی جنبشی را بیان می کند. انرژی جنبشی یک جسم از رابطه زیر به دست می آید.

K= ½ mv2

طبق قضیه کار و انرژی «کار برآیند نیروی وارد بر یک جسم در یک جابه جایی برابر است با تغییر انرژی جنبشی جسم در آن جابه جایی»

W = k2 – k1

W = ½ mv22 – ½ mv12
 



  انرژی پتانسیل گرانشی

هرگاه جسمی به جرم m را تا ارتفاع h از سطح زمین بالا ببریم، کاری که روی جسم انجام می دهیم به صورت انرژی پتانسیل در جسم ذخیره می شود. به طوری به سطح اولیه خود برگردد و همین مقدار کار را پس دهد. انرژی پتانسیل را با v نشان می دهند.
u= mgh
 



  پایستگی انرژی مکانیکی

به مجموع انرژیهای جنبشی و پتانسیل انرژی مکانیکی می گویند. این انرژی را با E نمایش می دهند.

E = K+ V

انرژی مکانیکی در سقوط آزاد یک جسم پایسته است. اما در مواردی که به جسم در حل حرکت نیروی اصطکاک جنبشی یا نیروی اتلاف کننده دیگری وارد می شود، جسم انرژی مکانیکی خود را از دست می دهد. انرژی از دست رفته به صورت انرژی درونی جسم و سطح تماس یا محیط در می آید. در این گونه موارد انرژی مکانیکی پایسته نیست.
 



  توان

مقدار کار انجام شده در واحد زمان را توان گویند. (توان در واقع معرف سرعت انجام کار است.)

P = w/t

P توان بر حسب وات است یک وات توان دستگاهی است که یک ژول کار را در مد ت ی، ثانیه انجام می دهند.
بازده:
از انرژی ورودی که به یک ماشین یا دستگاه وارد می شود مقداری صرف غلبه بر اصطکاک می شود یا به شکلهای دیگر تلف می شود، در نتیجه فقط کسری از انرژی ورودی قابل استفاده است. این کسر معمولاً به صورت درصد بیان می شود و بازده نامیده می شود.

100 × کار خروجی/انرژی ورودی = بازده
 

نوشته شده در تاریخ جمعه 12 آذر 1389    | توسط: مهدی قاضی زاده    |    |
نظرات()