עמוד:63

63 تحوي�ل طاقة الحركة وقانون حفظ الطاقة ما المشترك بين جميع الأحداث التالية : رياضيّ يتنافس في القفز إلى أعلى بواسطة الزانة، لعب كرة قدم يركل الكرة ويطيّرها إلى أعلى، رياضيّة تقفز إلى البحر عن صخرة عالية وتغوص عميقًا في الماء، رياح تهبّ وتحرّك قاربًا شراعيًّا؟ في هذه الحالت وفي حالت كثيرة أخرى تظهر طاقة حركة، ويمكن أن نصفها بواسطة تحوّلات طاقة – من طاقة حركة إلى أنواع أخرى من الطاقة أو بالعكس. في جميع هذه الحالت يتحقّق قانون حفظ الطاقة ، أي أنّ في كلّ حالة مجموع طاقة الأجسام ( في النظام ) قبل التحوّل مساوٍ لمجموع طاقة الأجسام بعد التحوّل. دمج قانون حفظ الطاقة مع معادلة حساب طاقة الحركة، يمكّننا من حساب سرعة الأجسام الموجودة في حالة حركة. لتوضيح ذلك نناقش المثال التالي : الرياضيّ الذي يشترك في مسابقة القفز بالزانة يحاول أن يقفز من فوق العارضة دون أن يسقطها. يبدأ الرياضيّ بالجري، ثمّ يزيد من سرعته، وفي اللحظة المناسبة يغرز قاعدة الزانة في الأرض ويدفع بجسمه إلى أعلى بواسطة الزانة، ويتحرّك في الجو حتّى يصل إلى الرتفاع المناسب الذي يمكّنه من ترك الزانة ) " لحظة القفز )" والمرور فوق العارضة دون أن يوقعها أرضًا. بعد مرور الرياضيّ من فوق العارضة يسقط فوق فرشة تكون تحت التغيّر في طاقة حركة الرياضيّ مساوٍ للتغيّر في طاقة العارضة. من لحظة القفز طاقة حركة الرياضيّ تتحوّل إلى طاقة ارتفاع ارتفاعه له أو بالعكس ( طبعًا مع إهمال الحتكاك مع الهواء ) . بناء على قانون حفظ الطاقة، التغيّر في طاقة حركة الرياضيّ يساوي التغيّر في طاقة ارتفاعه. الدمج بين قانون حفظ الطاقة وبين معادلة طاقة الحركة يمكّنكم من حساب سرعة الرياضيّ في نقاط مختلفة أثناء حركته. أسئلة يشترك رياضيّ في مسابقة في القفز العالي بالزانة وينجح في القفز من فوق العارضة الموضوعة على ارتفاع 5 أمتار فوق الأرضيّة ( مستوى مرجعيّ ) . كتلة جسم الرياضيّ هي 60 كغم. في لحظة القفز ( عندما يترك الرياضيّ الزانة ) كان ارتفاعه عن الأرضيّة 3 أمتار. تجاهلوا الحتكاك مع الهواء. .1 • احسبوا التغيّر في طاقة الرتفاع والتغيّر في طاقة حركة الرياضيّ عندما كان يرتفع من نقطة القفز إلى الرتفاع الأعلى فوق العارضة. .2 • ما هي طاقة حركة الرياضيّ في نقطة الارتفاع العليا ؟ اشرحوا. .3 • ما هي طاقة حركة الرياضيّ في نقطة القفز؟ .4 • احسبوا سرعة الرياضيّ في لحظة القفز. .5 • ما هي الطاقة الإجماليّة للرياضيّ في نقطة الارتفاع العليا ؟ .6 • ما هي الطاقة الإجماليّة وطاقة حركة الرياضيّ عندما يكون قريبًا من سطح الأرض؟ .7 • بأيّ سرعة يسقط الرياضيّ على الأرض عند النتهاء من القفز؟ اشرحوا السبب. .8 • صِفوا بواسطة رسوم بيانيّة دائريّة ( كعكة ) كمّيّة طاقة الرياضيّ في نقطة القفز إلى أعلى، في نقطة الرتفاع العليا، وهو يوشك أن يصطدم بالأرض.


לצפייה מיטבית ורציפה בכותר