1
الشغل والطاقة — المفاهيم الأساسية
W = F · d · cos(θ)
W — الشغل (J)
F — القوة (N)
d — الإزاحة (m)
θ — الزاوية بين F والحركة
KE = ½mv²
KE — الطاقة الحركية (J)
m — الكتلة (kg)
v — السرعة (m/s)
PE = mgh
PE — الطاقة الكامنة (J)
g = 9.8 m/s²
h — الارتفاع (m)
مبدأ حفظ الطاقة الميكانيكية: في غياب الاحتكاك، مجموع الطاقة الحركية والكامنة يبقى ثابتاً.
KE + PE = ثابت
KE + PE = ثابت
2
تفاعلي — متزلج على منحنى
حفظ الطاقة الميكانيكية
الطاقة الكامنة (أعلى)
—
J
الطاقة الحركية (أسفل)
—
J
سرعة أسفل الجبل
—
m/s
الشريط الأخضر = طاقة حركية | الشريط الأزرق = طاقة كامنة
3
الآلات البسيطة (القوة المؤثرة $F_e$ والمقاومة $F_r$)
الفائدة الميكانيكية ($MA$) هي نسبة قوة المقاومة ($F_r$) إلى القوة المؤثرة ($F_e$): MA = Fr / Fe
الفائدة الميكانيكية المثالية ($IMA$) هي نسبة إزاحة القوة المؤثرة ($d_e$) إلى إزاحة المقاومة ($d_r$): IMA = de / dr، والكفاءة: e = (MA / IMA) × 100%
الفائدة الميكانيكية المثالية ($IMA$) هي نسبة إزاحة القوة المؤثرة ($d_e$) إلى إزاحة المقاومة ($d_r$): IMA = de / dr، والكفاءة: e = (MA / IMA) × 100%
اختر الآلة البسيطة وشغّل حركتها الواقعية
الفائدة المثالية IMA = de/dr
—
نسبة المسافات
الفائدة الفعلية MA = Fr/Fe
—
مع الاحتكاك
القوة المؤثرة (Fe)
—
نيوتن (N)
قوة المقاومة (Fr)
—
نيوتن (N)
4
القدرة الميكانيكية (P = W / t = F · v)
P = W / t = (F · d) / t = F · v
P — القدرة بالواط (W = J/s)
F — القوة المؤثرة (N)
d — الإزاحة الرأسية (m)
t — الزمن (s)
v — السرعة الثابتة (m/s)
محاكي رافعة القدرة الواقعي (تأثير القوة، المسافة، والزمن)
الشغل المبذول (W = F·d)
1000
جول (J)
سرعة الرفع (v = d/t)
1.00
m/s
القدرة (P = W/t = F·v)
200
واط (W)
القدرة بالحصان
0.27
حصان (hp)
5
اختبر نفسك
1. قوة 50N تؤثر على جسم بإزاحة 4m بزاوية 0°. ما الشغل المبذول؟
2. كرة كتلتها 2kg على ارتفاع 10m. طاقتها الكامنة؟ (g = 9.8)
3. مبدأ حفظ الطاقة يعني أن الطاقة:
4. وحدة القدرة هي:
6
ملخص الدرس
الشغل
W = Fd·cos(θ)
الطاقة الحركية
KE = ½mv²
الطاقة الكامنة
PE = mgh
حفظ الطاقة
KE + PE = ثابت
الفائدة الميكانيكية
MA = Fo/Fi
القدرة
P = W/t