تبلیغات
همه چیز درباره ی فیزیک - جزوات فصل 1 فیزیک بخش 3
جمعه 9 مهر 1389  02:38 ب.ظ

با سلام با عرض پوزش چون حجم مطالب زیاد است در نظر گرفتیم که این جزوه رو به سه بخش تقسیم نماییم.

انرژی پتانسیل کشسانی: انرژی ذخیره شده در فنر کشیده یا فشرده شده، انرژی پتانسیل کشسانی نامیده می شود.

(این انرژی از رابطه  محاسبه می شود که در آن K ضریب سختی فنر بر حسب   و x مقدار فشردگی یا کشیدگی فنر بر حسب متر است.)

مثال19: فنری به ضریب سختی   1000 را 20 سانتی متر فشرده می کنیم. انرژی پتانسیل کشسانی ذخیره شده در آن چند ژول می شود؟

 

مثال20: گلوله ای به جرم 10 كیلوگرم با سرعت 6 متر بر ثانیه به فنری برخورد كرده و آن را فشرده میكند.

الف) تبدیل انرژی را در این فرایند بیان کنید.

ب)حداكثر انرژی پتانسیل كشسانی فنر را محاسبه کنید.

 

 


قانون پایستگی انرژی: انرژی موجود در یک جسم، از بین نمی رود و خود به خود نیز به وجود نمی آید و همواره پایسته می ماند مگر آن که مقداری از انرژی آن به جسم دیگری منتقل شود و یا از جسم دیگر، انرژی دریافت کند.

مثال21: با پا به توپی ضربه می زنیم. توپ پس از مقداری حرکت می ایستد. این مثال را با استفاده از قانون پایستگی انرژی توضیح دهید.

 

به ادامه مطلب بروید


 مثال22: آونگی را از حالت تعادل خارج کرده و رها می کنیم. این آونگ پس از تعدادی نوسان می ایستد. حرکت آن را بر اساس قانون پایستگی انرژی توضیح دهید.

 

 

حل مسایل با استفاده از قانون پایستگی انرژی:

    در حل مسایل این بخش، انرژی مکانیکی جسم را که مجموع انرژی جنبشی و پتانسیل آن می باشد، با حرف E نشان می دهیم. بنابراین:        E = K + U

در حل این مسایل، دو حالت پیش می آید:

الف- اصطکاک وجود نداشته باشد: انرژی مکانیکی مکان اولی که جسم در آن قرار دارد با انرژی مکانیکی مکان دوم برابر است:                                      E1=E2                                                       

                                                                                         K1+U1= K2+U2  :در نتیجه

ب- اصطکاک وجود داشته باشد: چون در طول مسیر، مقداری از انرژی به دلیل وجود اصطکاک تلف می شود، انرژی مکانیکی مکان دوم با مکان اول برابر نیست. در این حالت می نویسیم:   

                                                                                                = E2 E1 – Wfk

Wfk  مقدار انرژی است که در اثر اصطکاک در طول مسیر تلف می شود.

مثال23 : سنگی به جرم kg 2 را از بالای ساختمانی به ارتفاع 100متر رها می کنیم:

الف) انرژی پتانسیل گرانشی سنگ هنگام رها شدن، چند ژول است ؟

ب) سرعت سنگ هنگام برخورد با زمین چندمتر برثانیه است؟ (به شرط آن که اتلاف انرژی نداشته باشیم)

 

 

 

 

 

مثال24: سنگی را با سرعت 20 متر بر ثانیه از سطح زمین به سمت بالا پر تاب می کنیم. اگر جرم سنگ kg 2 باشد:
الف) انرژی جنبشی سنگ را هنگام پرتاب محاسبه کنید؟

 

ب ) سنگ تا چه ارتفاعی بالا میرود؟ (از وجود اصطکاک صرف نظر می شود.)

 

 

 

 

مثال25: توپی به جرم 500 گرم از بالای سطح شیبداری به ارتفاع 200 سانتی متر رها می شود. اگر در طول مسیر، 2 ژول از انرژی توپ به دلیل وجود اصطکاک تلف شود، سرعت آن را در پایین سطح شیبدار محاسبه کنید.

 

 

 

 

مثال26: تخته چوبی را از ارتفاع 100 متری رها می کنیم. اگر جرم آن kg 2 باشد و هنگام فرود، 10درصد از انرژی آن به دلیل وجود اصطکاک تلف شود، سرعت برخورد تخته را با زمین محاسبه کنید.

 

 

 

 

مثال27: توپی به جرم kg 2 را با سرعت 30 متر بر ثانیه به سمت بالا پرتاب می کنیم:

الف) انرژی جنبشی توپ را هنگام پرتاب محاسبه کنید.  

ب) اگرهنگام بالا رفتن 25درصد انرژی تلف شود توپ تاچه ارتفاعی بالا می رود؟

 

 

 

 

 

منابع انرژی: منابع انرژی را می توان به دو دسته تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر تقسیم کرد. مطالب مربوط به این قسمت را در صفحات 18 تا 26 کتاب درسی مطالعه کنید.

JJنکاتی از قسمت منابع انرژی:

نكته1: هسته بعضی از اتم های سنگین مانند اورانیوم و توریم میتواند بر اثر واكنش شكافت هسته ای، انرژی قابل ملاحظه ای آزاد كند. در این واكنش، هسته اتم های سنگین بر اثر واكنش با نوترون به دو هسته سبكتر سكافته میشود و گرمای بسیار زیادی تولید می شود.

نكته2: سوخت های هسته ای آلاینده هایی همچون Co2 و So2 تولید نمی كنند.

نكته3: مقدار عناصر شكافت پذیر كه سوخت راكتور های هسته ای را تشكیل میدهند، محدود و تمام شدنی است.

نكته4: آماده سازی این عناصر برای شكافت در راكتور های هسته ای فرآیندی دشوار و پر هزینه است.

نكته5: هسته اتم های شكافت پذیر، پرتوزا هستند و كاركردن با آنها زیانبار است.

نكته6: پسماند محصولات شكافت نیز خود پرتوزا هستند و نگهداری و دفن آنها، مسائل زیست محیطی فراوانی را به دنبال دارد كه راه حل این مسئله، خود هزینه زیادی دارد.

نكته7: وقوع حوادث در راكتورها باعث پخش ماده های پرتوزا در محیط زیست و آلودگی آن می شود. از این رو حفظ ایمنی راكتور های شكافت، كاری بسیار مهم و پرهزینه است.

نكته8: مقدار انرژی كه زمین از خورشید در طول یك ثانیه دریافت میكند، معادل انرژی حاصل از سوختن 3 میلیون تن بنزین است.

نكته9: راحت ترین راه بهره گیری از انرژی خورشید در آبگرم كن های با دمای كم است. در این وسیله از صفحه های خورشیدی استفاده می شود و می توان در آن آب را تا حدود 70 درجه گرم نمود. برای تولید دماهای بالا (تا 3000 درجه سانتی گراد) از آینه های مقعر استفاده می کنند.

نكته10: سلول های خورشیدی، انرژی تابشی خورشید را مستقیما به الكتریسیته تبدیل میكنند.

نكته11: انرژی زمین گرمایی به گرمای موجود در زیر سطح كره زمین گفته میشود.

نکته 12: انرژی زمین گرمایی در صورتی تجدیدپذیر محسوب می شود که انرژی برداشت شده بیش از انرژی ای که از طریق مرکز زمین جایگزین می شود نباشد و همچنین مقدار آب تزریق شده و آب خارج شده برابر باشد.

نكته13: سوخت های گیاهی (بیومس) شامل محصولات زراعی (مانند تفاله دانه های روغنی)، بقایای محصولات (%

نکته 14: زیست گاز مخلوطی از متان و كربن دی اكسید و با انرژی حدود70% گاز طبیعی است.

نكته15: هر گونه مصرف انرژی، در نهایت صرف گرم كردن محیط میشود.

نكته16: در هر 10 سال مصرف انرژی دو برابر میشود.


  • آخرین ویرایش:سه شنبه 13 مهر 1389