انرژي

فهرست مطالب

س: انرژي پتانسيل چگونه است؟

ج: انرژي را كه يك جسم به دليل موقعيت خاص در خود ذخيره دارد، انرژي پتانسيل مي نامند. مثل انرژي پتانسيل گرمايي،الكتريكي، كشساني و گرانشي و آنرا با نماد U نشان مي دهند.

س: انرژي پتانسيل گرانشي چگونه است؟

ج: انرژي را كه يك جسم به دليل داشتن ارتفاع از سطح زمين در خود ذخيره دارد، انرژي پتانسيل گرانشي آن مي نامند. و بنا به تعريف انرژي پتانسيل گرانشي يك جسم در يك نقطه نسبت به زمين برابر است با كاري كه انجام مي دهيم تا جسم را با سرعت ثابت از سطح زمين تا ارتفاع h منتقل كنيم.

Eتذكر 1: در صورتيكه جسم از ارتفاع h₁ به ارتفاع h₂ منتقل شود، خواهيم داشت:

به ازاء، انرژي پتانسيل گرانشي جسم افزايش مي يابد و به ازاء كاهش پيدا مي كند در حالت اول و در حالت دوم خواهد بود.

كار نيروي وزن در جابه جايي فوق برابر است با:

و در حالت كلي:

                                          يا                                 

يعني كار نيروي وزن در يك جابه جايي قائم، برابر منفي اختلاف انرژي پتانسيل گرانشي دو نقطه است. اين بدان معني است كه نيروي وزن به نوع و شكل مسير بستگي ندارد و فقط به جابه جايي جسم در راستاي قائم بستگي دارد.

Eتذكر 2: دقت نماييد اگر مبدأ سنجش ارتفاع( كه معمولاً سطح زمين است) را عوض كنيم، مقدار انرژي پتانسيل هر نقطه تغيير مي كند اما اختلاف انرژي هاي پتانسيل بين نقاط مختلف همواره ثابت مي ماند.

تمرين 4-3: انرژي پتانسيل جسم در شكل مقابل را در ارتفاع ،  و و صفر به دست آوريد و جدول تمرين (4-3) را تكميل كنيد و نمودار تغييرات انرژي جنبشي و انرژي پتانسيل گرانشي و مجموع آنها را بر حسب ارتفاع رسم كنيد.

جواب:

س: انرژي پتانسيل كشساني چگونه است؟

ج: تعريف: انرژي پتانسيل فنر تغيير طول يافته را انرژي پتانسيل كشساني مي نامند در واقع اين انرژي ذخيره شده برابر كاري است كه به هنگام كشيدن يا فشردن فنر انجام شده است و فنر مي تواند موقع رها شدن اين انرژي را دوباره به كار تبديل نمايد.

Eتذكر1: انرژي پتانسيل كشساني ذخيره شده در يك فنر از رابطه زير  به دست مي آيد:

x تغيير طول فنر نسبت به طول طبيعي و K ضريب سختي آن است.

Eتذكر 2: علي رغم انرژي جنبشي، براي انرژي پتانسيل يك رابطه رياضي كلي وجود ندارد زيرا رابطه رياضي انرژي پتانسيل به نيرويي كه با آن سرو كار داريم بستگي دارد و اين نيرو نيز با وضعيت جسم مورد نظر نسبت به محيط آن سنجيده مي شود.