كامل7.pdf - الطاقة والشغل - PDF

‫ثقة‬ ‫ابداع‬ ‫‪..‬‬ ‫الشغل‬ ‫الطاقة ‪:‬‬...

‫ثقة‬ ‫ابداع‬ ‫‪..‬‬ ‫الشغل‬ ‫الطاقة ‪:‬‬ ‫هي إمكانية انجاز شغل‬ ‫مصادر الطاقة ‪ :‬الخشب والفحم الحجري والبترول والطاقة الشمسية والنووية وطاقة الرياح‬ ‫ا‪/‬الوردانى‬ ‫‪.‬‬ ‫الشغل ‪w‬‬ ‫املعىن الشائع للشغل ‪ :‬هو عملية القيام بجهد جسدى او فكرى‬ ‫الشغل الفيزيائى‬ ‫هو عملية تقوم فيها قوة مؤثرة بإزاحة جسم في اتجاهها‬ ‫أو ( حاصل الضرب العددي لمتجهي القوة واإلزاحة )‬ ‫==============================================================‬ ‫الشغل الناتج عن قوة منتظمة ( ثابتة )‬ ‫‪-2‬قوة منتظمة تصنع زاوية مع احلركة‬ ‫‪-1‬قوة منتظمة موازية الجتاه احلركة‬ ‫قانون حساب الشغل‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫بتحليل املتجهات‬ ‫‪W  F.d‬‬ ‫مركبة راسية ( عمودية ) على اجتاة احلركة‬ ‫علل ‪ :‬الشغل الناتج من المركبة الراسية للقوة ال تبذل اى شغل‬ ‫وال تسبب اى ازاحة والشغل الناتج عنها =‪0‬‬ ‫؟‬ ‫مركبة افقية فى اجتاة احلركة ( ‪) Fcos ‬‬ ‫‪...............................‬‬ ‫وهى التى تسبب ازاحة الجسم والشغل الناتج‬ ‫‪..................................‬‬ ‫عنها يحسب من العالقة‬ ‫علل ‪ :‬يعتبر الشغل كمية ( عددية ) ؟‬ ‫‪ ‬‬ ‫‪.........................................‬‬ ‫‪W  F. d  F  d  cos‬‬ ‫‪........................‬‬ ‫‪ ‬الوحدة الدولية لقياس الشغل هي ‪..........‬‬ ‫‪ ،‬وتكافئ ‪............‬‬ ‫تعريف ااجلول‬ ‫الشغل الذي تبذله قوة مقدارها ‪ (1)N‬تحرك الجسم في اتجاهها متر واحد‬ ‫‪1‬‬  ‫ثقة‬ ‫ابداع‬ ‫‪.‬‬ ‫العوامل التي يتوقف عليها الشغل‬ ‫‪ ‬‬ ‫‪W  F. d  F  d  cos‬‬ ‫ا‪/‬الوردانى‬ ‫‪ -‬القوة ‪:  F ‬‬ ‫‪d‬‬ ‫‪F‬‬ ‫يتناسب الشغل ‪.........‬‬ ‫‪ -2‬اإلزاحة ‪:  d ‬‬ ‫يتناسب الشغل ‪.........‬مع اإلزاحة‬ ‫‪ -3‬الزاوية احملصورة بني القوة واإلزاحة ‪:   ‬‬ ‫يتناسب الشغل ‪.........‬مع جيب تمام الزاوية‬ ‫ما املقصود بان‪ :‬الشغل المبذول فى تحريك جسم = ‪10J‬‬ ‫‪.............................................................‬‬ ‫علل ‪ -1‬ال تبذل شغالً عندما تقف وأنت تحمل حقيبة التخييم على ظهرك ؟‬ ‫‪2‬‬  ‫ثقة‬ ‫ابداع‬ ‫انواع الشغل – إشارة الشغل‬ ‫ا‪/‬الوردانى‬ ‫‪.‬‬ ‫قيمة الشغل‬ ‫تأثيره على السرعة‬ ‫نوع الشغل‬ ‫اشارة الشغل‬ ‫الزاوية بين ‪ F‬و ‪d‬‬ ‫‪..........‬‬ ‫‪..........‬‬ ‫‪..........‬‬ ‫‪..........‬‬ ‫‪0 ≤ Ө < 90‬‬ ‫‪..........‬‬ ‫‪..........‬‬ ‫‪..........‬‬ ‫‪..........‬‬ ‫‪90 < Ө ≤ 180‬‬ ‫‪..........‬‬ ‫‪..........‬‬ ‫‪..........‬‬ ‫‪..........‬‬ ‫‪Ө = 90‬‬ ‫علل‬ ‫كلما زادت الزاوية بين القوة واالزاحة فان الشغل ‪..........‬؟‬ ‫‪.................................................................‬‬ ‫‪3‬‬  ‫ثقة‬ ‫ابداع‬ ‫‪...................................................................‬‬ ‫‪.........................‬‬ ‫‪ -2‬ال تبذل شغالً عندما ترفع حقيبتك بقوة إلى أعلى وتتحرك باتجاه أفقي ؟‬ ‫‪...............................................‬‬ ‫‪..................‬‬ ‫‪...............................................‬‬ ‫‪ -3‬ال يبذل وزن السيارة شغالً أثناء حركتها على طريق أفقي ؟‬ ‫ا‪/‬الوردانى‬ ‫=====================================================‬ ‫س ‪ :‬تحركت سيارة كتلتها ‪ 1000 kg‬على طريق أفقي مسافة ‪ 500 m‬فيكون شغل وزن السيارة‬ ‫مساويا بالجول‬ ‫‪ ‬صفر‬ ‫‪5000‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪0.5‬‬ ‫‪ -1‬يحمل رجل حقيبة كتلتها ‪ 20Kg‬على كتفة وينقلها مسافة افقية قدرها‬ ‫‪ 30m‬فيكون شغل وزن الحقيبة بوحدة الجول يكون مساويا مساويا‬ ‫‪‬‬ ‫‪60‬‬ ‫‪600‬‬ ‫‪6000‬‬ ‫صفر‬ ‫==============================================================‬ ‫علل ملا يلي‬ ‫‪-1‬يكون الشغل موجبا عندما تكون الزاوية ( ‪) 0    90‬‬ ‫‪.................................................................‬‬ ‫‪-2‬يكون الشغل سالبا عندما تكون الزاوية ( ‪) 90    180‬‬ ‫‪.................................................................‬‬ ‫الشغل الناتج عن قوة حمرك السيارة موجب‬ ‫‪.................................................................‬‬ ‫الشغل الناتج عن قوة جذب األرض للجسم الساقط سقوط حر موجب‬ ‫‪.................................................................‬‬ ‫‪ -4‬الشغل الناتج عن قوة مكابح السيارة ( الفرامل ) سالب‬ ‫‪.................................................................‬‬ ‫ً‬ ‫‪ -5‬الشغل الناتج عن قوة جذب األرض للجسم املقذوف رأسيا ألعلى سالب‬ ‫‪.................................................................‬‬ ‫‪ - 6‬شغل قوة اجلاذبية األرضية على القمر الصناعي الذي يدور مبدار دائري مغلق حول األرض يساوي صفرا‬ ‫‪....................................................................................‬‬ ‫‪.......................................................‬‬ ‫‪4‬‬  ‫ثقة‬ ‫ابداع‬ ‫‪.‬‬ ‫محصلة الشغل لمجموعة من القوى المنظمة‬ ‫ا‪/‬الوردانى‬ ‫اذا تعرض جسم لمجموعة من القوى المنتظمة فيجب حساب محصلة هذه القوى لكي نتمكن من حساب‬ ‫الشغل الكلي الناتج عن هذه القوى‬ ‫‪W Net = F Net d cos Ө‬‬ ‫علل‪ :‬الشغل الكلي املبذول على سيارة تتحرك بسرعة ثابتة‬ ‫يف خط مستقيم يساوى صفر ؟‬ ‫‪...................................................................‬‬ ‫‪...................................................................‬‬ ‫=====================================================‬ ‫مثال‪ :‬قوة قدرها ‪ 100 N‬تؤثر على صندوق خشبي شرقا فتحركه باتجاهها مسافة افقية قدرها ‪ 2 m‬اذا علمت أن قوة االحتكاك مع‬ ‫الصندوق تساوي ‪ 20 N‬احسب الشغل الكلي المبذول على الصندوق‬ ‫‪.....................................................................‬‬ ‫‪....................................................................................‬‬ ‫‪.......................................................‬‬ ‫‪....................................................................................‬‬ ‫‪.......................................................‬‬ ‫‪....................................................................................‬‬ ‫‪.......................................................‬‬ ‫=====================================================‬ ‫مسائل مع االجابة (‪ )2‬صـــ‪ : 20‬قوتان تعمالن على صندوق خشبى وضع فوق سطح أفقى أملس لينزلق‬ ‫مسافة ‪ 2.5m‬باالتجاه الموجب للمحور األفقي‪𝐅⃗𝟏.‬قوة منتظمه مقدارها ‪ 10N‬وتصنع زاوية‪ 030‬مع المحور األفقى‪.‬و‬ ‫‪ F2‬قوة مقدارها )‪ 7 (N‬وتصنع زاوية مقدارها ‪ 150‬درجة مع المحور األفقي أحسب الشغل الناتج عن كل من هذه‬ ‫القوى وحدد إذا كان الشغل مساعدا أو مقاوما ‪.‬‬ ‫‪....................................................................................‬‬ ‫‪.......................................................‬‬ ‫‪....................................................................................‬‬ ‫‪.......................................................‬‬ ‫‪....................................................................................‬‬ ‫‪.......................................................‬‬ ‫‪5‬‬  ‫ثقة‬ ‫ابداع‬ ‫‪..............................................................‬‬ ‫‪........‬‬ ‫الشكل المقابل يمثل قوتين متعامدتين ‪ F1  30 N ‬و ‪ F2  40 N ‬تؤثران في آن واحد علي جسم ‪،‬‬ ‫فإذا تحرك الجسم علي المستوي األفقي مسافة ‪ ( 10 ) m‬فإن الشغل المبذول علي الجسم يساوي‬ ‫‪..........‬‬ ‫‪7‬‬ ‫ا‪/‬الوردانى‬ ‫‪.‬‬ ‫‪ -3‬الشغل الناتج عن وزن الجسم عند الحركة الراسئة‬ ‫‪W=F.d=mgh‬‬ ‫*عوامله‪:‬‬ ‫‪................ -2‬‬ ‫‪.................. -1‬‬ ‫=====================================================‬ ‫مثال ‪ 1‬ص ‪17‬‬ ‫في الشكل المقابل يحمل ولد كرة كتلتها ‪ 1.5kg‬خارج نافذة غرفته في الطابق الثاني التي ترتفع‬ ‫عن األرض ‪ 6m‬والمطلوب ‪:‬‬ ‫‪ -1‬مقدار الشغل المبذول على الكرة نتيجة قوة امساك الولد لها ( فسر إجابتك ) ‪:‬‬ ‫‪.............................................‬‬ ‫‪ -2‬إذا أفلت الولد الكرة لتسقط تحت قوة تأثير الجاذبية األرضية ‪.‬‬ ‫ما هو مقدار الشغل الناتج عن قوة الجاذبية األرضية إذا تحركت الكرة مسافة ‪3m‬‬ ‫[ علما ً أن عجلة الجاذبية األرضية ‪ : ] g  10m / s :‬وهل هذا الشغل مساعدا ً أو مقاوما ً ؟ ولماذا‬ ‫‪2‬‬ ‫؟‬ ‫‪......................................................‬‬ ‫‪......................................................‬‬ ‫‪......................................................‬‬ ‫‪ -3‬ما هو مقدار الشغل الناتج عن قوة االحتكاك مع الهواء ( بافتراض أنها ثابتة ) خالل سقوط الكرة مسافة ‪[ 3m‬‬ ‫علما ً أن مقدار قوة االحتكاك ‪ : ] f  1 :‬وهل هذا الشغل مساعدا ً أو مقاوما ً ؟ ولماذا‬ ‫‪.............................................................‬‬ ‫‪.............................................................‬‬ ‫‪ -4‬احسب الشغل الكلي المبذول على الكرة نتيجة القوى المؤثرة فيها ‪ :‬وهل هذا الشغل مساعدا ً أو مقاوما ً ؟ ولماذا ؟‬ ‫‪.............................................................‬‬ ‫‪.............................................................‬‬ ‫‪..............................................................‬‬ ‫‪6‬‬  ‫ا‪/‬الوردانى‬ ‫ابداع‬ ‫‪7‬‬ ‫ثقة‬  ‫ثقة‬ ‫ابداع‬ ‫الواجب المنزلى‬ ‫ضع عالمة (√) في المربع الواقع امام أنسب اجابة لكل من العبارات التالية ‪:‬‬ ‫‪-1‬ينعدم الشغل المبذول بواسطة قوة في جميع الحاالت التالية ماعدا واحدة اال وهي ‪:‬‬ ‫□نقل صندوق وزنه ‪ (10)N‬أفقيا مسافة ‪(5)m‬‬ ‫□تحرك طائرة بعجلة ثابته مقدارها ‪(10)m/s2‬‬ ‫□ دوران لعبة علي محيط دائرة دورة كاملة‬ ‫□ تحرك سيارة بسرعة ثابته مقدارها ‪(10)m/s‬‬ ‫‪-2‬يكون الشغل المبذول علي جسم تؤثر عليه قوة باتجاه عموديا علي اتجاه حركته مساويا ‪:‬‬ ‫□ مقدار اإلزاحة المقطوعة □صفر‬ ‫□طاقة حركته‬ ‫□نصف طاقة حركته‬ ‫ا‪/‬الوردانى‬ ‫‪-3‬عندما يتحرك جسم كتلته ‪ (m)kg‬بسرعة ثابته مقدارها ‪ (v)m/s‬ويقطع إزاحة ما فإن الشغل المبذول في حركته‬ ‫بوحدة الجول يساوي ‪:‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫□ ‪mv‬‬‫‪2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫□ ‪mv‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫□‪mv‬‬ ‫□صفرا‬ ‫‪-4‬وضع صندوق خشبي علي سطح أفقي املس وأثرت عليه قوة منتظمة‬ ‫مقدارها ‪ (5)N‬وتصنع زاوية مقدارها )‪(60°‬مع المحور االفقي كما في الشكل‬ ‫المجاور ‪.‬فإزاحتة مسافة ‪. (10)m‬‬ ‫فإن مقدار الشغل المبذول الزاحة الصندوق بوحدة الجول يساوي ‪:‬‬ ‫□‪43.3‬‬ ‫□‪25‬‬ ‫□‪4‬‬ ‫□‪50‬‬ ‫‪-5‬الوحدات التالية تستخدم لقياس الشغل او الطاقة عدا واحدة هي ‪:‬‬ ‫□‪kg.m/s‬‬ ‫□‪N.M‬‬ ‫□)‪kg(m/s2‬‬ ‫□‪J‬‬ ‫*****************************************‬ ‫علل لكل مما يلي تعليالُ علميا ً سليما ً ‪:‬‬ ‫‪-1‬ال تبذل شغال وانت واقف تحمل حقيبتك المدرسية علي ظهرك ‪.‬‬ ‫‪ -2‬ينعدم الشغل الذي تبذله علي حقيبتك عندما تحملها بيدك وتتحرك علي أرضية أفقية ‪.‬‬ ‫‪-3‬شغل قوة االحتكاك يكون سالب دوما ‪.‬‬ ‫‪-4‬عندما ترفع حقيبتك بقوة أعلي وتتحرك باتجاه أفقي عمودي علي اتجاه القوة يكون الشغل مساوي صفرا‬ ‫‪-5‬الشغل الذي تبذله سيارة تتحرك بسرعة ثابته يساوي صفؤا‬ ‫‪-6‬عند دفع عربة لالمام يكون الشغل الذي تبذله القوة موجب ‪.‬‬ ‫‪-7‬السيارة التي تتحرك بسرعة منتظمة ال تبذل شغل ‪.‬‬ ‫أكتب بين القوسين االسم أو المصطلح العلمي الذي تدل عليه كل عبارة من العبارات التالية‪:‬‬ ‫)‬ ‫(‬ ‫‪-1‬الشغل الذي تبذله قوة مقدارها ‪ (1)N‬تحرك الجسم في اتجاهها متر واحد‪.‬‬ ‫)‬ ‫(‬ ‫‪-2‬المقدرة علي انجاز شغل ‪.‬‬ ‫)‬ ‫(‬ ‫‪-3‬كمية عددية تساوي حاصل الضرب العددي المتجهي القوة واالزاحة ‪.‬‬ ‫ضع بين القوسين عالمة (√)امام العبارة الصحيحة وعالمة (×)اما العبارة غير الصحيحة فيما يلي‪:‬‬ ‫)‬ ‫(‬ ‫‪-1‬الشغل كمية فيزيائية متجه النه حاصل الضرب العددي (الداخلي)لمتجهي القوة واالزاحة ‪.‬‬ ‫)‬ ‫‪-3‬الشغل الناتج عن قوة منتظمة هو كمية عددية تساوي حاصل الضرب العددي لمتجهي القوة والزمن‪(.‬‬ ‫‪-4‬الشغل المقابل يمثل قوين متعامدين ‪ (F2=8N)-(F1=6N).‬تؤثران‬ ‫في اّن واحد علي جسم ‪.‬فإذاتحرك الجسم علي المستوي االفقي مسافة‬ ‫‪ (5)m‬فإن الشغل المبذول علي الجسم‬ ‫)‬ ‫(‬ ‫يساوي ‪(50)J‬‬ ‫‪-5‬يحمل رجل حقيبة وزنها ‪ (400)N‬ويتحرك بها أفقيا لمسافة ‪(10)m‬فإن‬ ‫مقدار الشغل المبذول‬ ‫)‬ ‫(‬ ‫من وزن الحقيبة يساوي ‪. (4000)J‬‬ ‫‪8‬‬  ‫ثقة‬ ‫ابداع‬ ‫قارن بين كال مما يلي ‪:‬‬ ‫الزاوية بين القوة واالزاحة منفرجة‬ ‫الزاوية بين القوة واالزاحة حادة‬ ‫وجه المقارنة‬ ‫نوع الشغل‬ ‫ا‪/‬الوردانى‬ ‫الزاوية بين القوة واالزاحة =‪90‬‬ ‫الزاوية بين القوة واالزاحة =صفر‬ ‫وجه المقارنة‬ ‫وصف مقدار الشغل‬ ‫‪90°