المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
وظـائـف اتـجاهـات المـستهـلك
2024-11-28
كيفيّة محاسبة النّفس واستنطاقها
2024-11-28
المحاسبة
2024-11-28
الحديث الموثّق
2024-11-28
الفرعون رعمسيس الثامن
2024-11-28
رعمسيس السابع
2024-11-28

Amphichiral Knot
6-6-2021
الكينتيكا الكهربائية ( الإلكتروكينتيكا) electrokinetics
6-12-2018
أهمية منبت الزوجة
16-12-2018
فساد الاسماك الطازجة وطرق منعه
12-2-2016
قصة طالوت وجالوت
2024-11-14
المؤمن في كلام رسول الله "ص"
2024-08-26


نظرية الشغل والطاقة  
  
185   01:07 صباحاً   التاريخ: 2024-09-21
المؤلف : مايكل كوهين
الكتاب أو المصدر : الميكانيكا الكلاسيكية مقدمة أساسية
الجزء والصفحة : ص 148 – ص 151
القسم : علم الفيزياء / الفيزياء الكلاسيكية / الميكانيك /


أقرأ أيضاً
التاريخ: 2024-02-06 950
التاريخ: 6-3-2016 2414
التاريخ: 2024-09-05 318
التاريخ: 8-2-2016 2445

لنعتبر جُسيمًا كتلته m وكان موضعه  وسرعته  عند لحظة زمنية معينة t0، وعند لحظة أخرى بعدها tf يكون موضعه  وسرعته . ليكن W هو الشغل الكلي المبذول على الجسيم ليتحرك من  إلى . تؤكد نظرية الشغل والطاقة على أن:

الكمية mv2(2/1) تسمى طاقة الحركة للجسيم؛ وبهذا يمكن صياغة نظرية الشغل والحركة على النحو التالي:

الشغل المبذول على جسيم خلال أي فترة زمنية يساوي التغير في طاقة حركته. (حيث يعرف التغير في كمية ما بالقيمة النهائية للكمية مطروحةً منها قيمتها الابتدائية.) لإثبات هذه النظرية نبدأ بقانون نيوتن الثاني  ونأخذ حاصل الضرب القياسي لكلا الجانبين مع متجه السرعة اللحظية ، ونحصل على:

ويكون:

وبما أن ؛ حيث هي الإزاحة التي تحركها الجسيم أثناء الفترة الزمنية tΔ، والجانب الأيسر للمعادلة (11–5) هو الشغل WΔ المبذول على الجسيم أثناء الفترة الزمنية tΔ، الجانب الأيمن للمعادلة (11–5) هو بالضبط التغير الحادث في الكمية mv2(2/1) أثناء الفترة الزمنية tΔ؛ وبناءً على ذلك فإن الشغل المبذول على الجسيم أثناء أي فترة زمنية قصيرة يساوي التغير في طاقة حركته أثناء هذه الفترة الزمنية. بتقسيم الفترة الزمنية من t0 إلى tf إلى فترات زمنية قصيرة وعديدة، فإننا نرى أن الشغل الكلي المبذول على الجسيم أثناء هذه الفترة يساوي طاقة الحركة النهائية مطروحةً منها طاقة الحركة الابتدائية؛ مما يثبت صحة المعادلة (7–5). تطبيق نظرية الشغل والطاقة على جسيم يسقط سقوطا حرا يؤدي إلى:

هذه النتيجة تنتج مباشرة من عملنا في الفصل الأول (تذكر أن vx وvy ثابتتان أثناء السقوط الحر؛ ولذا فإن vz هي الوحيدة المتغيرة، لكننا الآن نستطيع أن نبين أن المعادلة (12–5) صحيحة أيضًا في حالات عديدة لا يكون الجسيم فيها ساقطًا بحرية. اعتبر، على سبيل المثال، جُسيمًا ما يتحرك تحت تأثير الجاذبية على سطح أملس بأي شكل. في هذه الحالة، كلٌّ من مقدار عجلة الجسيم واتجاهها سيتغيران عادةً مع الزمن؛ ومن ثم فإن تحليل الحركة بعجلة ثابتة في الفصل الأول غير قابل للتطبيق.

ومع ذلك، فإن نظرية الشغل والطاقة قابلة دائمًا للتطبيق، بشرط أن نأخذ الحذر ومع لحساب الشغل الكلي المبذول على الجسيم بواسطة جميع القوى المؤثرة عليه. نلاحظ أن أي سطح أملس لا يبذل أي قوة موازية له. في هذه الحالة توجد قوتان فقط تؤثران على الجسيم: قوة الجاذبية التثاقلية  والقوة العمودية  التي يبذلها السطح. وكما لاحظنا للتو، أي قوة عمودية على السطح لا تستطيع بذل شغل؛ ومن ثُمَّ فإن  لا تبذل شغلًا لأن  وذلك إذا كانت  إزاحة صغيرة في السطح. القوة الوحيدة التي تبذل شغلًا هي قوة الجاذبية التثاقلية؛ ولهذا فإن المعادلة (12–5) صحيحة.

شكل 5–3: الشغل المبذول بواسطة الجاذبية.

شكل 5–4: جسيم يبدأ من السكون عند A سيكون له نفس مقدار السرعة عند B وC وD ولن يصل أبدًا إلى E.

 

إذا جعلنا الحالة «النهائية» في المعادلة (12–5) نقطة اختيارية في حركة الجسيم، فإننا نستطيع حذف اللاحقة ”f“ ونكتب:

المعادلة (13–5) توضح أن مقدار سرعة الجسيم يعتمد فقط على ارتفاعه z (وعلى القيمتين الابتدائيتين v0 وz0)، ولا يعتمد على شكل السطح. إذا بدأ الجسيم من السكون فإنه لن يصل أبدًا إلى ارتفاع أكبر من ارتفاعه الابتدائي؛ لأن المعادلة (13–5) سوف تفضي إلى قيمة سالبة لـ v2 إذا كان z0 < z.

شكل 5–5: جسيم يبدأ من السكون عند قمة نصف كرة وأعطي دفعة متناهية في الصغر في مثال 5–2.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.