تبلیغات
mosakazem - کار و انرژی و توان در سوم راهنمایی

کار، انرژی و توان

در علم فیزیك كار دقیقاً همان معنایی را كه روزانه از آن استفاده می كنیم ندارد. مثلاً گاهی می گوئیم هیچ كاری انجام نشده است. در حالیكه از نظر فیزیكی كار انجام شده است و بر عكس گاهی از نظر فیزیكی كاری انجام نشده است. میدانید وقتی به یك جسم ساكن نیرو وارد شود، ممكن است جسم در جهتی كه نیر بر آن وارد می شود به حركت درآید. در این صورت می گوئیم نیرو روی جسم كار انجام داده است.

البته فقط در هنگام به حركت درآوردن اجسام ساكن كار انجام نمی شود. بلكه اگر نیرویی بر یك جسم متحرك نیز وارد شود، ممكن است سرعت یا جهت حركت جسم،‌در جهت وارد شدن نیرو تغییر كند. در چنین حالتی هم كار انجام می شود،‌گاهی بر یك جسم نیرو وارد می شود ولی چون جسم به حركت در نمی آید، در واقع كاری انجام نشده است.

برای مثال وقتی یك وزنه بردار،‌وزنه ای را از روی زمین بلند می كند و به بالای سرش می برد، كار انجام می دهد اما زمانی كه وزنه را بالای سر خود نگه می دارد، دیگر از نظر فیزیكی كاری انجام نداده است. ممكن است تصور كنید كه در این حالت وزنه بردار انرژی مصرف می كند و در نتیجه، به سرعت خسته می شود، بله این امر كاملاً درست است اما باید توجه داشت كه در این حالت ،‌انرژی وزنه بردار صرف فعالیت های داخلی بدن او می شود ولی بر روی ج سم كاری انجام نمی شود. زیرا جسم در این حالت ساكن است و هیچ گونه حركتی ندارد. وقتی برای بلند كردن یك وزنه یا نگهداشتن آن تلاش می كنید، ماهیچه های شما مرتباً برا ثر پیام های عصبی كه از مغز دریافت می كند منقبض می شود. در ماهیچه ها با هر بار انقباض،‌تعداد بسیار كمی كار انجام می شود. در طول چند ثانیه، تعداد انقباض ها به هزاران بار می رسد و در نتیجه در مجموعه تعداد بسیار زیادی كار انجام می شود.

هم چنین گاهی نیرویی بر یك جسم وارد می شود اما جسم در جهت وارد شدن نیرو حركت نمی كند، مثلآً فردی را در نظر بگیرید كه جعبه چوبی سنگینی را در دست دارد و آن را در جهت افقی حركت می دهد. در این حالت فرد دو نیرو بر جسم اثر می كند، یك نیرو درست برابر با نیروی وزن جسم اما در جهت بالا (خلاف جهت گرانش) به منظور نگهداشتن جسم و جلوگیری از افتادن آن بر روی زمین و نیروی دیگری بصورت افقی بهمنظور به حركت درآوردن جسم به طرف جلو.
نیروی اول كار انجام نمیدهد چون در جهت وارد شدن آن، جسم جابه جا نمی شود، اما نیروی دوم یعنی نیرویی كه از سوی فرد برای به حركت درآوردن جسم به طرف جلو وارد می شود، كار انجام می دهد.

محاسبه اندازه گیری كار :
برای محاسبه مقدار كار انجام شده می توان از معادله ی زیر استفاده كرد:
جابجایی × نیرو = كار
این معادله نشان میدهد كه مقدار كار انجام شده روی یك جسم به میزان نیرویی كه بر جسم وارد می شود و كار انجام می دهد و نیز اندازه ی جابجایی جسم بستگی دارد و هر چه این دو بیشتر باشند، مقدار كار انجام شده نیز بیشتر است.
در این معادله، نیرو بر حسب نیوت ن(
N) جابجایی بر حسب متر (M) و مقدار كار بر حسب ژول (J) است.
به خاطر داشته باشید كه وزن هر جسم بر روی زمین، نیروی گرانشی است كه از طرف زمین بر آن جسم وارد می شود و از نظر عددی،‌تقریباً مساوی با ده برابر جرم آن جسم بر حسب كیلوگرم است یعنی :
10× جرم جسم بر حسب كیلوگرم = وزن جسم بر حسب نیوتون

كار و انرژی :
از سالهای قبل ب انرژیهای گوناگون هم چون انرژی پتانسیل ، جنبشی، الكتریكی تابشی، مكانیكی، صوتی، گرمایی، شیمیایی و هسته ای آشنا شوید. هم چنین دانستید كه برای اندازه گیری انرژی از یكای ژول، استفاده می شود. مثلاً اگر جسمی به وزن یك نیوتون در فاصله ی متری سطح مین قرار داشته باشد. مقدار انرژی پتانسیل گرانشی آن نسبت به سطح زمین برابر با یك ژول است.
انرژی و كار به یكدیگر كاملاً مربوطند. بطوریكه می توان گفت: هر گاه كاری انجام شود ممكن است حالت های زیر برای انرژی پیش آید:
1- هنگام انجام كار،‌انرژی از صورتی یا نوعی به صورت یا نوع دیگر تبدیل می شود.

2) هنگام انجام کار, انرژی از یک جسم به جسم دیگر انتقال یابد.

انرژی:

توانایی انجام کار است.

نکته: انرژی و کار ارتباط بسیار نزدیکی به یکدیگر دارند. به طوریکه می توان گفت هرگاه کاری انجام می شود. حتما انجام کار با تبدیل انرژی همراه است و یا انرژی از جسمی به جسم دیگر انتقال یافته است. هم چنین, هرگاه جسمی دارای انرژی باشد می توان در صورت ایجاد شرایط مناسب به کمک آن انرژی جسمی را به حرکت درآورد.

توان

سرعت انجام کار یا سرعت مصرف انرژی است.

به عبارت دیگر, توان نشان دهنده ی میزان کار انجام شده یا انرژی مصرف شده در واحد زمان است.

مقدار توان به دو عامل بستگی دارد:

1- مقدار کار انجام شده (یا مقدار انرژی مصرف شده)

در یک زمان مشخص, هر چه مقدار کار انجام شده بیش تر باشد, مقدار توان بیش تر است. یعنی توان با مقدار کار انجام شده رابطه ی مستقیم دارد.

2-مدت زمان انجام کار:

توان با مدت زمان انجام کار رابطه عکس دارد. یعنی هر چه مدت زمان مصرف شده برای انجام کاری کم تر باشد. توان بیش تر است.

سرعت انجام کار به وسیله دونده ای که مسابقه را زودتر طی کند, بیش تر است. به عبارت دیگر توان این دونده از دونده ی دیگر بیش تر است.

برای محاسبه توان از رابطه ی زیر استفاده می کنیم:

 


Where are the femur tibia and fibula?
سه شنبه 17 مرداد 1396 09:24
Have you ever considered about adding a little bit more than just your articles?
I mean, what you say is important and all. Nevertheless think of if you added some
great graphics or videos to give your posts more,
"pop"! Your content is excellent but with images and videos, this
site could definitely be one of the best in its field.
Very good blog!
Foot Problems
شنبه 14 مرداد 1396 22:03
I couldn't refrain from commenting. Well written!
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر