تدریس خصوصی فیزیک

انرژی جنبشی چیست؟

انرژی جنبشی

هر چیزی که حرکت کند انرژی دارد و انرژی وابسته به حرکت یک جسم را انرژی حرکتی یا انرژی جنبشی می نامیم. هر چه جسمی ‌تندتر حرکت کند، انرژی حرکتی بیشتری دارد و هنگامی که جسم ساکن باشد انرژی جنبشی آن صفر است. برای جسمی ‌به جرم m که با تندی v حرکت می‌کند، انرژی جنبشی از رابطة زیر به دست می‌آید :

انرژی جنبشی کمیتی نرده‌ای و همواره مثبت است؛ این کمبت تنها به جرم و تندی جسم بستگی دارد و به جهت حرکت جسم وابسته نیست. جهت مشاهده دیگر مباحث فیزیک متوسطه به صفحه تدریس خصوصی فیزیک مراجعه نمایید.

کار انجام شده توسط نیروی ثابت

برای حالتی که نیروی وارد شده به جسم ثابت و با جابجایی جسم در یک جهت باشد کار به صورت زیر تعریف می شود:

در این رابطه F اندازه نیروی وارد بر جسم و  d اندازه جابجایی آن است.
اگر نیروی وارد شده به جسم با جابجایی زاویه بسازد،کار انجام شده بر روی جسم تنها ناشی از مولفه ای از نیرو است که در راستای جابجایی است. در این حالت کاری که نیروی ثابت به ازای جابجایی روی جسم انجام می دهد از رابطه زیر به دست می آید.

کار و انرژی جنبشی

کار کل انجام شده بر روی جسم و تغییر انرژی سینماتیک آن رابطه ای وجود داردکه به قضیه کار و انرژی جنبشی معروف است. مطابق این قضیه کل کار انجام شده بر روی یک جسم با تغییر انرژی جنبشی آن برابر است . اگر انرژی جنبشی جسمی را در دو وضعیت متفاوت با قایق و کادو نشان دهیم در این صورت قضیه کار و انرژی جنبشی را به صورت زیر می توان نمایش داد

توجه کنید که قضیه کار و انرژی نه تنها برای جسمی که در مسیر مستقیم حرکت می کند ساده است بلکه برای جسمی که روی هر مسیر خمیده حرکت می‌کند نیز صادق است.

انرژی جنبشی و کار و انرژی درونی

معمولاً با گرم تر شدن یک جسم انرژی درونی آن بالا می رود انرژی درونی یک جسم هم به تعداد ذرات جسم و هم به انرژی هر ذره بستگی دارد به طوری که هر چه تعداد ذرات تشکیل دهنده یک جسم انرژی آنها بیشتر باشد انرژی درونی آن جسم بیشتر است. چون در حین ترمز گرفتن خودرو لاستیک های آن وسط جاده کمتر میشوند می توان نتیجه گرفت که انرژی درونی هر جفت آنها افزایش یافته است در اثر نیروی اصطکاک انرژی حرکتی خودرو انرژی درونی لاستیک های خودرو و سطح زمین تبدیل شده است.

انرژی جنبشی و قانون پایستگی انرژی

در یک سامانه منزوی مجموعه کل انرژی های پایسته و ثابت می ماند انرژی را نمی توان خلق را نابود کرد و تنها می‌توان آن را از شکلی به شکل دیگر تبدیل نمود .

توان

آهنگ انجام کار را با کمیت توان بیان می‌کنیم توان مانند کارت کار و انرژی یک کمیت نرده ای است به صورت آهنگ انجام کاربر می شود کار انجام شده در واحد زمان یا همان توان متوسط به صورت زیر تعریف می شود

بازده

تنها بخشی از انرژی ورودی قابل استفاده است که به آن انرژی خروجی یا کار مفید می گویند . نسبت انرژی خروجی انرژی ورودی را بازده می گویند معمولاً بازده را بر حسب درصد بیان می‌کنند. از رابطه زیر می توان بازده هر سیستم را به راحتی محاسبه کرد

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا