طاقة الوضع potential energy

 

 

<<<طاقة الوضع>>>

وهي الطاقة التي يختزنها الجسم وهناك انواع مختلفة
كما تم إظهاره في الصور هل يمكن أن تحدد نوع الطاقة المختزنة في كل صورة
سوف ندرس الأن نوعين منها وهي طاقة الوضع الجذبية وطاقة الوضع المرونية

طاقة الوضع الجذبية

هي الطاقة التي يختزنها جسم نتيجة موضعة من مستوى إختبار صفري
في هذة المحاكاة الموجودة في الاسفل سوف ندرس العوامل المؤثرة على طاقة الوضع الجذبية
يرمز لطاقة الوضع الجذبية بالرموز التالية \[GPE\;\;\;\;\;Ug\] وتقدر بوحدة الجول
تجربة 1
ندرس طاقة الوضع الجذبية واعتمادها على الارتفاع
غير ارتفاع الجسم مع بقاء الكتلة ومجال الجاذبية ثابت وحدد كل مرة طاقة الوضع الجذبية

طاقة الوضع \[GPE=U(J)\]	الارتفاع \[h(m)\]	مجال الجاذبية \[g(\frac{m}{s^2})\]	الكتلة\[m(kg)\]	رقم المحاولة
\[GPE=U= ....J\]	\[h= ....m\]	\[g= 10 \frac{m}{s^2}\]	\[m=2Kg\]	\[1\]
\[GPE=U= ....J\]	\[h= ....m\]	\[g= 10 \frac{m}{s^2}\]	\[m=2Kg\]	\[2\]
\[GPE=U= ....J\]	\[h= ....m\]	\[g= 10 \frac{m}{s^2}\]	\[m=2Kg\]	\[3\]

ماذا تستنتج \[..............................................................\]

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

تجربة 2
ندرس طاقة الوضع الجذبية واعتمادها على كتلة الجسم
غير كتلة الجسم مع بقاء الارتفاع ومجال الجاذبية ثابت وحدد كل مرة طاقة الوضع الجذبية

طاقة الوضع \[GPE=U(J)\]	الكتلة\[m(kg)\]	مجال الجاذبية \[g(\frac{m}{s^2})\]	الارتفاع \[h(m)\]	رقم المحاولة
\[GPE=U= ....J\]	\[m= ....Kg\]	\[g= 10 \frac{m}{s^2}\]	\[h=10 m\]	\[1\]
\[GPE=U= ....J\]	\[m= ....Kg\]	\[g= 10 \frac{m}{s^2}\]	\[h=10 m\]	\[2\]
\[GPE=U= ....J\]	\[m= ....Kg\]	\[g= 10 \frac{m}{s^2}\]	\[h=10 m\]	\[3\]

ماذا تستنتج \[..............................................................\]

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

تجربة 3
ندرس طاقة الوضع الجذبية واعتمادها على كتلة الجسم
غير مجال الجاذبية مع بقاء الارتفاع و الكتلة ثابته وحدد كل مرة طاقة الوضع الجذبية

طاقة الوضع \[GPE=U(J)\]	مجال الجاذبية \[g(\frac{m}{s^2})\]	الكتلة\[m(kg)\]	الارتفاع \[h(m)\]	رقم المحاولة
\[GPE=U= ....J\]	\[g= ....\frac{m}{s^2}\]	\[m= 2Kg\]	\[h=10 m\]	\[1\]
\[GPE=U= ....J\]	\[g= ....\frac{m}{s^2}\]	\[m= 2Kg\]	\[h=10 m\]	\[2\]
\[GPE=U= ....J\]	\[g= ....\frac{m}{s^2}\]	\[m= 2Kg\]	\[h=10 m\]	\[3\]

ماذا تستنتج \[..............................................................\]

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

\[GPE=m.g.h\]

1

كم تعادل طاقة الوضع الجذبية لجسم كتلتة 100 كيلوجرام عندما يتم رفعة 4 متر عن سطح الأرض \[g=9.81\frac{m}{s^2}\]

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

أختر الإجابة الصحيحة

---

GPE=2802 J

---

GPE=3924 J

---

GPE=4230 J

---

GPE=1512.4 J

---

2

كم يكون التغير في طاقة الوضع للوح خشبي كتلتة 30 كيلوجرام مرفوع فوق رأس الرجل على ارتفاع 2.2 متر ويتحرك به مسافة 12 متر نحو اليمين \[g=9.81\frac{m}{s^2}\]

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

أختر الإجابة الصحيحة

---

∆ PEG=435.7 J

---

∆ PEG= 647.5 J

---

∆ PEG=2884.1 J

---

∆ PEG=0 J

---

طاقة الوضع المرونية
طاقة الوضع المرونية أو الطاقة الكامنة هي الطاقة المخزنة داخل الأجسام، والتي تعتمد على وضع جزيئات الجسم نسبة إلى
جزيئاتة الأخرى في النظام ذاته
الزنبركات من الأجسام المرنة تمتلك طاقة وضع مرونية إذا تم ضغطها أو شدها



( pEs أو us )يرمز لطاقة الوضع الجذبية بالرمز
وتقدر بوحدة الجول

إذا أثرنا بقوة شد على زنبرك فإن الزنبرك سوف يستطيل و حسب المعلومات السابقة تم بذل شغل على الزنبرك
هذا الشغل قد تحول إلى طاقة وضع مرونية وكلما زدنا من قوة الشد تزداد الأستطالة وتزداد طاقة الوضع للزنبرك
من خلال حساب الشغل المبذول على الزنبلرك والذي يعادل المساحة المحصورة تحت المنحنى والذي
يعادل طاقة الوضع المرونية
في هذة المحاكاة علق كتل مختلفة في النابض \[m_1=10 g , m_2=20 g ,m_3=60 g ,m_4=30 g \]
وحدد الإزاحة كل مرة واملأ البيانات في الجدول التالي


تجربة 1

طاقة الوضع \[∆L=L_2-L_1(m)\]	القوة \[F=m.g(\frac{Kg.m}{s^2})\]	مجال الجاذبية \[g(\frac{m}{s^2})\]	الكتلة\[m(kg)\]	رقم المحاولة
\[∆L= ....m\]	\[F= ....N\]	\[g= 10 \frac{m}{s^2}\]	\[m_1=10g\]	\[1\]
\[∆L= ....m\]	\[F= ....N\]	\[g= 10 \frac{m}{s^2}\]	\[m_2=20g\]	\[2\]
\[∆L= ....m\]	\[F= ....N\]	\[g= 10 \frac{m}{s^2}\]	\[m_3=60g\]	\[3\]
\[∆L= ....m\]	\[F= ....N\]	\[g= 10 \frac{m}{s^2}\]	\[m_4=30g\]	\[4\]

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

ارسم الخط البياني بين القوة والازاحة فينتج الخط البياني التالي
ميل الخط البياني يمثل لنا ثابت الزنبرك حسب قانون هوك \[m=\frac{∆F}{∆L}\]
المساحة المحصورة تحت المنحنى تمثل الشغل المبذولوهذا الشغل قد تحول إلى طاقة كامنة وهي عبارة عن طاقة الوضع المرونية وتعادل مساحة المثلث

PE_s = (½)القاعدة xالارتفاع

PE_s = (½)F xX

PE_s = (½)Kx²

\[PE_S=\frac{1}{2}F.X=\frac{1}{2}K.X^2\]
احسب ثابت هوك وطاقة الوضع المرونية من خلال الخط البياني السابق \[.............................................................\] \[.............................................................\]

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

مثال محلول
تم رسم العلاقة بين قوة الشد والاستطالة لزنبركين ايهما أكثر صلابة

\[K = 𝑚=(\frac{𝐹_2−𝐹_1}{𝐿_2−𝐿_1 })\] كلما زاد الميل زادت قيمة ثابت هوك ( A) وزيادة الثابت يعني أن الزنبرك أكثر صلابة هو

3

نابض ثابت الصلابة له \[k=20 \frac{N}{m}\]
( 0.4 m )فإن مقدار طاقة الوضع المرونة عندما يستطيل بمقدار
تعادل

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

أختر الإجابة الصحيحة

---

𝑃𝐸𝑆=4 j

---

𝑃𝐸𝑆=1.6 j

---

𝑃𝐸𝑆=2 j

---

𝑃𝐸𝑆=2.4 j

---

المصدر https://www.seilias.gr/go-lab/html5/potentialEnergy.plain.html

https://www.showmethephysics.com/home/notes/energy/ElasticPE.htm اكتب تعليقا واذا كان هناك خطأ اكتبه وحدد مكانه Write a comment, and if there is mistake, write and specify its location