ملخص المحاضرة: الشغل والطاقة

المفاهيم الرئيسية

• الطاقة: الطاقة الحركية الانتقالية تتعلق بحركة الأجسام في خط مستقيم.
• الشغل: القوّة اللازمة لإزاحة جسم في اتجاه معين.
• القدرة: معدل إنجاز الشغل.

الطاقة الحركية الانتقالية

تعريف:

• الطاقة المرتبطة بحركة الأجسام.
• معادلة الطاقة الحركية: ( KE = \frac{1}{2}mv^2 ).
• المتغيرات:
  • ( m ): الكتلة (وحدة القياس: كيلوغرام).
  • ( v ): السرعة (وحدة القياس: متر/ثانية).
  • ( KE ): الطاقة الحركية (وحدة القياس: جول).

تحويلات الوحدات:

• تحويل الكتلة من جرام إلى كيلوغرام بالقسمة على 1000.
• تحويل السرعة من كم/ساعة إلى متر/ثانية بالقسمة على 3.6.

العلاقة بين الكتلة والسرعة والطاقة الحركية:

• الطاقة الحركية تتناسب طردياً مع الكتلة.
• الطاقة الحركية تتناسب طردياً مع مربع السرعة.

الشغل

تعريف:

• الشغل هو القوّة المؤثرة لزيادة الإزاحة.
• معادلة الشغل: ( W = Fd \cos(\theta) ).
• المتغيرات:
  • ( F ): القوة (وحدة القياس: نيوتن).
  • ( d ): الإزاحة (وحدة القياس: متر).
  • ( \theta ): الزاوية بين القوة والإزاحة.

حالات الشغل:

• موجب: عندما تكون الإزاحة في نفس اتجاه القوة (زاوية حادة ( \theta < 90° )).
• سالب: عندما تكون الإزاحة عكس اتجاه القوة (زاوية منفرجة ( \theta > 90° )).
• صفر: عندما لا يوجد إزاحة أو عندما تكون الزاوية ( \theta = 90° ).

القدرة

تعريف:

• القدرة هي سرعة إنجاز الشغل أو معدل بذل الشغل.
• معادلة القدرة: ( P = \frac{W}{t} ) أو ( P = Fv \cos(\theta) ).
• المتغيرات:
  • ( P ): القدرة (وحدة القياس: واط).
  • ( t ): الزمن (وحدة القياس: ثانية).

تحويلات الوحدات:

• 1 واط = 1 جول/ثانية.

نظريات الشغل والطاقة

• نظرية الشغل والطاقة: الشغل المبذول يساوي التغير في الطاقة الحركية.
• معادلة: ( W = \Delta KE = KE_{final} - KE_{initial} ).
• تطبيقها في مسألة تغيير سرعة سيارة.

تطبيقات على المسائل

• حساب الشغل والقدرة في حالات متعددة (رفع جسم، دفع جسم، إلخ).
• استخدام العلاقات لتحويل الوحدات وحساب القيم المطلوبة حسب القانون المناسب.

النقاط الختامية

• التركيز على تحويل الوحدات الصحيحة.
• أهمية فهم العلاقة بين الكتلة والسرعة في الطاقة الحركية.
• أهمية الزاوية بين القوة والإزاحة في تحديد الشغل سواء كان موجب أو سالب أو صفر.

انتهت المحاضرة

ملاحظة: راجع الأمثلة المحلولة لفهم أفضل للتطبيقات العملية.