آموزش فیزیک 2

7 ن ارنژی و ا واع آن سپ ه تهیه ورگد آوری :ر رپوزیی تع ی ر ف ارنژی • انرژی ،توانایی انجام ک ار اس ت .بن ابراین یکاهای ک ار و انرژی یکسانند :ژول یکی دیگر از یکاهای انرژی ،که ب رای افرادی ک ه نسبت ب ه وزنش ان حسالس یت دارن د خیلی آشناست ،کالری اس ت .هر ک الری براب ر با j 4.186اس ت. سرانجام ،الکترون وات ( ( evنیز یکی دیگر از یکاهای رایج انرژی است. 3 تع ی ر ف کار • تعريف کار :حاصل ضرب نيرو در مسافت طي شده در راس تاي نيروW=F*d واحد كار ژول است .وقتي نيروي يك نيوتني جس مي را يك متر جابجا كند ک اري براب ر يك ژول ص ورت گرفت ه اس ت. تقريبًا اين مقدار کار را در هر بار حرکت اتو انجام مي‌دهيد. 4 یس تگ ن اق ون اپ ی ارنژی • یکی از مهمترین قوانین طبیعت پایستگی انرژی است .این قانون می‌گوید" :انرژی نه پدید می‌آید و نه از میان می‌رود" همانطور که از رابطه جسم -انرژی انیش تین انتظ ار می‌رود. این گزاره جرم اجسام را هم شامل می‌شود. 5 م ن م ع وا ل ورث ربا جام کار • اندازه كار) )wبستگي دارد به: ي‌شود. -1نيروي وارد شده ()Fكه بر حسب نيوتن اندازه‌گيري م ‌ -2جابجايي در راستاي نيرو ()dكه بر حسب متر ان داز ‌ه گ يري ي‌شود. م ‌ 6 ن ا واع ارنژی • انرژی پتانسیل :انرژی ذخ یره ش ده در اجسام را انرژی پتانسیل می گویند.وقتی فنری كشیده یا فشرده می شود و یا وزنه ای از سقف آویزان می ش ود دارای انرژی ذخ یره ش ده است.این انرژی به صورت های مختلف در مواد ذخیره می شود، بنابراین انرژی پتانسیل انواع گوناگونی دارد. • انرژی جنبشی :انرژی كه جس م ب ه علت حركت خ ود دارد، انرژی جنبشی گفته می شود.باد ،آب جاری ،اتومبی ل در حال حركت ،پرن ده ی در حال پ رواز و ...دارای انرژی جنبش ی هستند. 7 پ نسی ن ا واع ارنژی تا ل • انرژی پتانسیل گرانشی • انرژی پتانسیل كشسانی • انرژی پتانسیل الكتریكی 8 پ ی تع ی ر ف ارنژی تا ل نش رگا ی • انرژی پتانسیل گرانش ی :شخص ی كه روی پل ه نردبانی ایستاده است .جسمی كه بر روی طاقچه قرار دارد .س نگی كه باالی كوه قرار دارد .همه دارای انرژی ذخیره شده هستند .این نوع انرژی كه جسم فقط به علت ارتفاعش از سطح زمین دارد، انرژی پتانسیل گرانشی نام دارد. • یكای اندازه گیری انرژی پتانسیل گرانش ی( ،( Uژول (( jمی باشد. 9 پ ی تع ی ر ف ارنژی تا ل شی م ی یا ی • پتانسیل شیمیایی نوعی انرژی پتانس یل می باش د ک ه در طی واکنش شیمیایی آزاد می شود و یا بدست می آی د .مق دار پتانسیل شیمیایی همچنین در پی تغییر فاز تغییر می کند. پتانسیل شیمیایی گونه های مختلف موجود در سیستم را می توان با نسبت نرخ انرژی آزاد ترمودینامیکی به نرخ تغییر مولی آن گونه تعریف نمود. 10 پ ی تع ی ر ف ارنژی تا ل کش ن سا ی • انرژی پتانسیل كشسانی :اگر فنری را كشیده یا فشرده كنیم مقداری انرژی در ف نر ذخ یره می ش ود.هر چ ه ف نر بیش تر كشیده یا فشرده ش ود ،انرژی ذخ یره ش ده در آن بیش تر است.انرژی ذخیره شده در فنر را انرژی پتانس یل كشسانی می گویند. 11 ی تع هس ی پ ر ف ارنژی تا ل ته ای • انرژی ذخیره شده بین هسته های اتم و برای آزاد کردن باید هسته را بشکافیم. 12 • • • • مه ن کات م نکته - ۱حاصل ضرب نیرو در جابجایی نقط ه اثر ن یرو در امت داد ن یرو را ک ار می نامن د .یک ای آن ژول (( jاس ت ‏W=F.d.cosΘ نکته - 2قضیه کار و انرژی :ک ار برآین د نیروهای وارد ب ر جسم با تغییر انرژی جنبشی جسم برابر است . نکته - 3قانون پایستگی انرژی :اگر از انرژی پتانسیل کم شود به همان اندازه به انرژی جنبشی اضافه می شود ٬و یا بر عکس . نکته - 4کار یا انرژی مصرف شده در واحد زمان ٬ت وان ن ام دارد .یکای آن وات ( ( Wاست P=W/t .در حرکت با سرعت ث ابت می ت وان ت وان را از رابط ه زی ر محاسبه کرد . ‏P=F.Vدر این رابطه Vسرعت حرکت جسم است . 13 س وال؟ • نظریه نسبیت( )TheoryofRelativityآلبرت نیشتین چیست؟ • " مجموع جرم مادی و مقدار انرژی که در عالم وج ود دارد هم واره ثابت است".به عقیده آلبرت انیشتین مقدار Eکه معرف انرژی است و از کلم ه التین Energyاقتباس ش ده اس ت ،یع نی انرژی هم ارز با جرم mبوسیله رابطه زیر بیان می‌گردد = E m c2ک ه در آن Eانرژی و mج رم و Cسرعت ن ور در خال می‌باشند. 14 نت گی ی ج ه ری • انرژی ( از واژه یون انی ἐνεργόςب ه مع نی فعالیت ) یا کارمای ه، در فیزیک و دیگر علوم ،یک کمیت بنیادین فیزیکی است .در کتاب‌های درسی فیزیک انرژی را به صورت توانایی انجام کار تعریف می‌کنند د: یم می کنن ه دو بخش تفس ک انرژی را ب • در علم فیزی د یر مفی د انرژی)-۲انرژی (بخش غ -۱اکسرژی (بخش مفی انرژی )انرژی در واقع به ن وعی از انرژی تب دیل می ش ود ک ه در آن شرایط برای ما مفید نمی‌باشد). • انرژی هر جسم (طبق نسبیت خ اص) جنبش ذرات بنیادی آن جس م است و مقدار آن از معادله معروف آلبرت اینشتین بدست میآی د( :بای د توجه کرد که این معادله تنها انرژی موجود ذرات را بدست می‌ده د و ن ه دیگر گونه‌های انرژی (مانند جنبشی یا پتانسیل). 15 اپیان 16